Το Σεμέι έχει ημίξηρο κλίμα (τύπος BSk της Κλιματικής ταξινόμησης Κέππεν) με ζεστά καλοκαίρια και πολύ κρύους χειμώνες. Οι βροχοπτώσεις είναι χαμηλές για ολόκληρο το έτος, εκτός από τον Ιούλιο που έχει κατά μέσο όρο βροχόπτωσης 50 χιλιοστών σε σύγκριση με λιγότερα από 30 χιλιοστά τους υπόλοιπους μήνες. Το χιόνι είναι συνηθισμένο, αν και ελαφρύ, το χειμώνα. Η χαμηλότερη θερμοκρασία που καταγράφηκε ποτέ είναι -48.6 °C, που καταγράφηκε το Νοέμβριο του 1938 και η υψηλότερη 42.5 °C, η οποία καταγράφηκε τον Αύγουστο του 2002 <ref name="pogoda2" />.<div style="width:75%;">{{Weather box|location=Semey|metric first=Y|single line=Y|Jan record high C=5.3|Feb record high C=6.8|Mar record high C=24.5|Apr record high C=33.0|May record high C=37.6|Jun record high C=39.5|Jul record high C=42.1|Aug record high C=42.5|Sep record high C=38.2|Oct record high C=29.5|Nov record high C=19.5|Dec record high C=7.6|year record high C=42.5|Jan high C=-9.4|Feb high C=-7.6|Mar high C=-0.3|Apr high C=13.4|May high C=22.1|Jun high C=27.1|Jul high C=28.6|Aug high C=27.0|Sep high C=20.6|Oct high C=12.0|Nov high C=0.6|Dec high C=-6.7|year high C=10.6|Jan mean C=-14.2|Feb mean C=-13.3|Mar mean C=-5.8|Apr mean C=6.6|May mean C=14.8|Jun mean C=20.1|Jul mean C=21.7|Aug mean C=19.5|Sep mean C=12.7|Oct mean C=5.2|Nov mean C=-4.3|Dec mean C=-11.1|year mean C=4.3|Jan low C=-19.2|Feb low C=-18.8|Mar low C=-10.9|Apr low C=0.3|May low C=7.2|Jun low C=12.6|Jul low C=14.9|Aug low C=12.0|Sep low C=5.3|Oct low C=-0.3|Nov low C=-8.5|Dec low C=-15.7|year low C=-1.8|Jan record low C=−46.8|Feb record low C=-45.3|Mar record low C=−39.1|Apr record low C=-26.1|May record low C=-9.9|Jun record low C=-1.0|Jul record low C=4.3|Aug record low C=-0.7|Sep record low C=-8.2|Oct record low C=-20.8|Nov record low C=−48.6|Dec record low C=−45.8|year record low C=-48.6|precipitation colour=green|Jan precipitation mm=15|Feb precipitation mm=15|Mar precipitation mm=16|Apr precipitation mm=16|May precipitation mm=28|Jun precipitation mm=29|Jul precipitation mm=50|Aug precipitation mm=22|Sep precipitation mm=15|Oct precipitation mm=21|Nov precipitation mm=26|Dec precipitation mm=22|year precipitation mm=275|Jan rain days=1|Feb rain days=1|Mar rain days=3|Apr rain days=9|May rain days=13|Jun rain days=12|Jul rain days=15|Aug rain days=12|Sep rain days=10|Oct rain days=11|Nov rain days=6|Dec rain days=1|year rain days=94|Jan snow days=18|Feb snow days=18|Mar snow days=14|Apr snow days=4|May snow days=0.4|Jun snow days=0|Jul snow days=0|Aug snow days=0.03|Sep snow days=0.1|Oct snow days=5|Nov snow days=14|Dec snow days=19|year snow days=93|Jan humidity=75|Feb humidity=75|Mar humidity=76|Apr humidity=59|May humidity=53|Jun humidity=53|Jul humidity=60|Aug humidity=59|Sep humidity=60|Oct humidity=67|Nov humidity=74|Dec humidity=75|year humidity=66|Jan sun=108|Feb sun=139|Mar sun=199|Apr sun=243|May sun=303|Jun sun=335|Jul sun=342|Aug sun=307|Sep sun=242|Oct sun=144|Nov sun=111|Dec sun=94|year sun=2567|source 1=Pogoda.ru.net<ref name="pogoda">{{cite web
