Климат бассейна Норильской определяется суровыми условиями субарктической зоны и близостью к Северному Ледовитому океану. Питание реки — смешанное: снеговое и дождевое, что характерно для арктических водотоков. Сезонные изменения в режиме выглядят следующим образом:
- Река вскрывается ото льда в середине июня, когда температура поднимается до летних значений.
- Вода находится в активном движении до конца августа, когда снеготаяние и дождевые паводки формируют максимальные притоки.
- Лёд появляется в конце сентября.
Гидрологический режим Норильской плавно сглаживается благодаря наличию озёрной системы в бассейне плато: озёра Кета, Глубокое, Собачье, Накомякен и Лама работают как природные буферы, регулируя весенние и летние паводки, обеспечивая более стабильное течение русла.