伏爾加河特點是盆地氣候，從北至南變化很大。從源頭至卡馬河口為溫和氣候帶，冬季寒冷、多雪，夏季溫暖而相當潮濕。從卡馬河至窩瓦山下方，夏季炎熱、干燥，冬季寒冷但很少降雪。愈向南和東，溫度愈增，而降水量愈減。