Klimat województwa małopolskiego kształtowany jest w głównej mierze przez masy powietrza polarno-morskiego napływającego z zachodu, polarno-kontynentalnego napływającego z obszarów Azji i Europy Wschodniej, w mniejszym stopniu arktycznego i zwrotnikowego. Z masami napływającego powietrza związane są kierunki wiatrów, które najczęściej występują z kierunku zachodniego. W górach zaznacza się wzrost prędkości wiatrów w porównaniu do obszarów pozagórskich.
Duża zmienność warunków fizjograficznych, głównie rzeźby terenu oraz duże wzniesienia nad poziomem morza, przy znacznych wysokościach względnych południowej części województwa decydują o zróżnicowaniu zjawisk klimatycznych. W województwie małopolskim można wyróżnić 4 regiony klimatyczne: górski, Pogórza Karpackiego, kotlin podgórskich: (Kotliny Oświęcimskiej, Kotliny Sandomierskiej), oraz region klimatu wyżyn: (Wyżyny Śląsko-Krakowskiej i Wyżyny Małopolskiej).

Klimat górski wyróżnia się spośród innych rodzajów klimatów surowymi warunkami klimatycznymi, jak np.: dużymi spadkami temperatur powietrza, znacznymi prędkościami wiatru, wysoką średnią roczną sumą opadów atmosferycznych (do 2000 mm w szczytowej partii Tatr), skróconym okresem wegetacyjnym, wydłużonym okresem zalegania pokrywy śnieżnej (w Beskidach Zachodnich od 4 do 6, w Tatrach od 5 do 8 miesięcy). W rejonie tym wyróżnia się 6 pięter klimatycznych (Hess 1965) oraz obszary inwersyjnych kotlin śródgórskich.

Region Pogórza znajduje się w obrębie oddziaływania klimatu umiarkowanie ciepłego i wilgotnego z występującymi obszarami inwersyjnych kotlin, o średniej rocznej wartości temperatury powietrza sięgającej od 6 do 8°C i rocznej sumie opadów w przedziale od 700-900 mm.

W rejonie oddziaływania klimatu kotlin podgórskich występuje zróżnicowanie klimatu na ciepły i umiarkowanie wilgotny (Kotlina Oświęcimska), ciepły i umiarkowanie suchy (Kotlina Sandomierska) oraz ciepły i suchy (Dolina Wisły). Kotlina Sandomierska należy do najcieplejszych regionów w Polsce ze średnią roczną temperaturą powietrza przekraczającą 8°C i z najdłużej trwającym okresem wegetacyjnym w kraju (220 dni).

Rejon klimatu wyżyn (Wyżyna Śląsko-Krakowska, Wyżyna Małopolska) charakteryzuje się najniższą roczną sumą opadów poniżej 600 mm i roczną średnią temperaturą 7,5°C.
Cechą charakterystyczną warunków klimatycznych województwa jest oddziaływanie krakowskiej miejskiej wyspy ciepła. Jej wpływ przejawia się podwyższeniem średniej temperatury rocznej o 1,2°C oraz przedłużeniem termicznych pór roku w stosunku do Wyżyny Małopolskiej i Pogórza Karpackiego.
Natomiast w wielu rejonach województwa, w dolinach i górskich kotlinach można zaobserwować znaczne odchylenia klimatyczne spowodowane lokalnymi mikroklimatami.