Fonni è il più importante centro della Barbagia di Ollolai, localizzato sulle pendici settentrionali del Gennargentu a 1000 m di altezza, risultando il paese più alto della Sardegna. Meta del turismo invernale poichè dotato dei maggiori impianti sciistici di risalita regionale, situati al Bruncuspina e al Monte Spada. Secondo la classificazione di Köppen e Geiger il clima è di tipo Csb, ossia temperato delle medie latitudini (Il mese più freddo ha una temperatura media inferiore a 18 °C ma superiore a -3 °C) con stagione estiva generalmente asciutta e con la media del mese più caldo inferiore a 22°C.
La temperatura media annua è di 11,6°C. I mesi più freddi sono gennaio e febbraio, entrambi con una media termica di 4,5°C. Le temperature minime più basse si raggiungono a febbraio, che riporta una media di 1,6°C. Il mese più caldo è agosto con una media di 20,9°C. Data la sua posizione sul versante settentrionale del Gennargentu, poco esposto al sole e decisamente freddo, Fonni fa registrare temperature minime assolute decisamente basse. Tra le temperature più basse registrate all’interno del territorio comunale (stazione di Fonni Massiloi) si riportano i -16,2°C del 13 Febbraio 2012, -14,5°C del 15 Febbraio 2012, -14,2°C del 5 Febbraio 2012, -13,8°C del 12 Febbraio 2012, -12,8°C del 6 Febbraio 2012, -12,6°C del 14 Febbraio 2012, -11,3°C del 16 Dicembre 2010, -10,3°C del 7 Febbraio 2012, -10,1°C del 13 Febbraio 2010, -9,9°C del 17 Dicembre 2010, -9,6°C del 9 Febbraio 2013 e -8,3°C del 15 Dicembre 2010.
La piovosità media annuale è di 880 mm. Il mese più piovoso è dicembre con una media di 130 mm mentre il più asciutto è luglio con 11 mm. Tra i mesi più umidi ricordiamo il dicembre 1923 con 321,6 mm, dicembre 1930 con 297,8 mm, ottobre 1951 con 302 mm, dicembre 1957 con 278 mm, dicembre 1958 con 274,2 mm, maggio 1959 con 258,6 mm, novembre 1962 con 271 mm, febbraio 1963 con 307,4 mm, dicembre 1963 con 279,3 mm, ottobre 1966 con 311,6 mm, dicembre 1967 con 302,4 mm, dicembre 1968 con 335,8 mm, novembre 1971 con 274 mm, dicembre 1976 con 272 mm, dicembre 2004 con 267,8 mm. Fonni conta in media circa 110 giorni di pioggia all’anno. La neve è un evento piuttosto frequente nella stagione invernale e non è raro registrare accumuli elevati anche in paese (fino ad 1 metro).
