枣庄市境内河流属淮河流域运河水系。大小河流共有24条，京杭运河枣庄段为大型河流，横穿市南部，境内全长39公里。中型河流（伊家河、峄城大沙河、城郭河）3条，流域面积在100平方公里以上的河流8条，流域面积在30至100平方公里的河流12条。除京杭运河枣庄段为南四湖泄洪河道外，其它主要河流均发源于东北部山区，分别流入南四湖和运河。

枣庄市处于中纬度暖温带大陆性季风气候区，兼有南方温湿气候和北方干冷气候的特点，受自然地理环境、太阳辐射和季风的影响，具有光照好、积温高、热量丰富、雨量充沛、雨热同期的气候特点，光、热、水、气等条件优越。气候四季变化明显，春季气候多变，西南风较多，降水较少，常干旱。夏季炎热，空气湿润，降水集中。秋季云雨较少，以秋高气爽为主要特征。冬季寒冷而干旱，多西北风。2012年，枣庄市年平均气温14.6℃，较常年偏高0.1℃，较2011年偏高0.2℃；平均日照时数为1947.6小时，较常年偏少173.4小时，较2011年同期偏多170.6小时；平均降水量581.5毫米，较常年偏少205.9毫米，较2011年同期偏少106.7毫米。