薛家灣鎮屬於典型的中溫帶大陸性氣候,日照充足,四季分明。其氣候特點是:冬季漫長寒冷,夏季短暫炎熱,春秋兩季氣溫變化劇烈。
薛家灣鎮地表溝壑發育,溝紋密集,河網密度為0.25km/km2。北、東、東南有197公裏的黃河。地表徑流屬於黃河水系。湖臺河除常年來水外,大部分為季節性河流,主要以大氣降水為補充。
薛家灣鎮的主要河流有:長川、黑岱溝、塔哈拉川、龍王溝、孔堆溝、關子溝。這些溝壑河流的主要特點是:徑流量小,年際變化大,年內分布不均,壹般春秋兩季流水,冬夏兩季幹涸。