全省屬于寒溫帶大陸性季風氣候，是我國氣溫最低的省份。冬季漫長，嚴寒，幹燥，1 月平均溫度為-31℃∼-15℃，極端最低溫-52.3℃(漠河)。春季溫暖，短促，多雨，7 月溫度為18℃∼23℃，極端高溫41.6℃(泰來)。省內南北溫度差異明顯，大興安嶺北部屬寒溫帶，凍土深厚，無霜期不足3 個月；東西降水差異也很明顯，東部年降水量600 毫米以上，向西遞減，平原西南部僅400 毫米左右。