Климат Новомосковска умеренно-континентальный. Лето относительно тёплое (ср. температура +18°С), зима умеренно холодная (ср. температура -5°С). Ветер преобладает юго-западный. Новомосковск, к сожалению, находится на 99 месте среди российских городов с неблагоприятной экологической обстановкой. Более половины территории города пострадало от радиации.