Bonlieu

	Menétrux-en-Joux		Le Frasnois
	Saugeot	N	La Chaux-du-Dombief
		O    Bonlieu    E
		S
	Uxelles	Saint-Maurice-Crillat

En 2010, le climat de la commune est de type climat de montagne, selon une étude du Centre national de la recherche scientifique s'appuyant sur une série de données couvrant la période 1971-2000. En 2020, Météo-France publie une typologie des climats de la France métropolitaine dans laquelle la commune est dans une zone de transition entre le climat semi-continental et le climat de montagne et est dans la région climatique Jura, caractérisée par une forte pluviométrie en toutes saisons (1 000 à 1 500 .

Pour la période 1971-2000, la température annuelle moyenne est de 7,9 amplitude thermique annuelle de 15,9 . Pour la période 1991-2020, la température moyenne annuelle observée sur la station météorologique de Météo-France la plus proche, « Cogna », sur la commune de Cogna à 8 vol d'oiseau, est de 10,8 °C et le cumul annuel moyen de précipitations est de 1 557,5 mm. La température maximale relevée sur cette station est de 39 ^,,.

Les paramètres climatiques de la commune ont été estimés pour le milieu du siècle (2041-2070) selon différents scénarios d'émission de gaz à effet de serre à partir des nouvelles projections climatiques de référence DRIAS-2020. Ils sont consultables sur un site dédié publié par Météo-France en novembre 2022.

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En 1824, la commune fusionne avec celle de Bouzailles.

En 1888, la commune, qui s’appelait « Les Petites Chiettes », change de nom pour Bonlieu^,, qui était celui d’un lieu-dit où se trouvait un couvent (Conventui Boni Loci, cité en 1319). Ses habitants continuent ainsi d'être appelés les Chiettards.

La commune était autrefois desservie par les chemins de fer vicinaux du Jura. Bonlieu se trouve à une dizaine de kilomètres du lâc de chalain, ainsi qu’a 22 kilomètres de celui de clairvaux.