Obszar Gminy leży w granicach XV Środkowo-wielkopolskiego regionu klimatycznego Polski, wyznaczonego na podstawie częstości występowania różnych typów pogody. Cechą charakterystyczną pogody tego regionu jest występowanie znacznej ilości dni ciepłych, a zarazem pochmurnych, ale bez opadu. Podobnie występują częściej dni z pogodą przymrozkowi, bardzo chłodną, ale bez opadów.
Klimat Gminy znajduje się pod wpływem mas powietrza oceanicznego. Charakteryzuje się on większą roczną amplitudą powietrza, wczesną wiosną, długim latem, łagodną zimą małą i krótko trwającą pokrywą śnieżną. Zima trwa tu około 75 dni, a lato około 94 dni. Liczba dni pogodnych wynosi 60, pochmurnych 110.
Gmina Wielichowo położona jest w rejonie o najniższym w Polsce opadzie atmosferycznym. Średni roczny opad, podany na podstawie obserwacji wieloletnich (1955-1980), wynosi w rejonie Grodziska Wlkp. 615 mm i Opalenicy 586 mm. Najbardziej wilgotnymi miesiącami są: lipiec, czerwiec i sierpień, natomiast najmniej opadów przypada na luty, marzec i styczeń.
Na terenie Gminy przeważają wiatry zachodnie i południowo-zachodnie, natomiast najrzadziej wieją watry północne. Średnia prędkość wiatru wynosi 2m/sek.
Klimat lokalny zróżnicowany jest w zależności od morfologii terenu. Najkorzystniejszy klimat lokalny posiada Wał Lwówecko-Rakoniewicki. Większą wilgotnością powietrza i częstymi mgłami charakteryzują się tereny położone w dolinie Obry i na Równinie Opalenickiej.