Dựa trên công bố về kịch bản biến đổi khí hậu (BĐKH) cho Việt Nam do Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố năm 2016, các yếu tố khí tượng, khí hậu cũng như chế độ thủy văn, dòng chảy trên lưu vực sông Ba sẽ chịu ảnh hưởng và có những biến đổi trong tương lai. Kết quả nghiên cứu cho thấy, nhiệt độ trung bình năm, lớn nhất và nhỏ nhất tại các trạm trên lưu vực có xu hướng tăng theo thời gian ở 2 kịch bản RCP4.5 và RCP8.5. Xu thế biến đổi của nhiệt độ kéo theo lượng bốc hơi tăng lên, cũng như lượng mưa trung bình năm tại hầu hết các trạm mưa đều có xu hướng tăng so với lượng mưa trung bình năm của kịch bản nền. Tuy nhiên, sự biến đổi lượng mưa giữa các tháng và các mùa trong năm có xu hướng khác nhau. Cụ thể, lượng mưa tại các trạm có xu hướng tăng vào mùa hè, mùa thu và giảm vào mùa đông, mùa xuân
nhưng mức độ tăng giảm giữa các trạm trên lưu vực sông Ba có sự khác nhau. Kết quả tính toán dòng chảy trên lưu vực sông Ba theo các thời kỳ trong tương lai cho thấy dòng chảy có sự thay đổi theo các tháng của từng mùa. Kết quả, các kịch bản BĐKH tác động đến dòng chảy khá mạnh mẽ tại trạm An Khê và Củng Sơn với kịch bản RCP4.5 và RCP8.5, dòng chảy có xu hướng giảm vào mùa kiệt với mức giảm lưu lượng lớn nhất thường vào tháng VI, VII và có xu hướng tăng vào mùa lũ với mức tăng lưu lượng lớn nhất thường vào X, XI. Mức độ ảnh hưởng của BĐKH đến dòng chảy mùa cạn lớn hơn so với mùa lũ