汉中界于北纬32°08′54″～33°53′16″之间，距东南海洋约1200公里，在中国亚热带的北部。中国南北气候的分界线秦岭，横亘于市域之北，米仓山屏障于市域之南，它们对气流的运行有抬升阻滞作用，使寒潮暑气不易侵入。这样的地势和海陆位置对于汉中市的气候因素影响较为强烈，使本市气候具有由暖温带向热带过渡之特点。在市内以秦岭、米仓山海拔800米为界，分为亚热带和暖温带两大气候类型。

　　市内气候具有明显的季风气候特点，四季较热带地区明显，大体上春秋略短，而冬夏稍长。每年10月至次年4月间，干寒的冬季风从西伯利亚的蒙古高原，自西北吹向东南，造成冬季寒冷而干燥，春末至秋初4～9月间，从太平洋上向大陆吹来的暖湿气流，伴随着高温多雨，常出现伏旱、秋淋和暴雨等灾害性天气的特点。但“雨热同季”给汉中动植物区系提供了优越的滋育因素，有利于亚热带生态系统的孕育和发展。故汉中市为南北区系的动植物荟萃之区，资源丰富，汉中盆地、丘陵和低山区四季分明，冬无严寒，夏无酷暑，雨热同季，稻麦两熟，适宜粮油作物生长。每年4月初这里是“清明谷雨燕子飞，油菜花黄麦穗青”，颇似江南“鱼米之乡”。

　　汉中市平均气温分布南北山区低于平坝和丘陵，秦岭南坡高于巴山北坡。平坝和丘陵温度在14.4℃～14.7℃之间，秦岭南坡低于12℃，巴山北坡低于14℃。其中，留坝最低为11.6℃，汉台最高为14.7℃。

　　冬季　汉中全市1月份最冷，除留坝、佛坪和宁强低于平均气温在2℃以下，其余均在2℃以上，米仓山东部的镇巴为2.9℃。平均气温分布总趋势是南高北低。

　　春季　春初太阳辐射总量的不断增加，充分用于有效升温，所以回暖迅速，3月中旬日平均气温可达到10℃以上。春季是冬夏季风的交替季节，3月下旬至5月中旬气温在速升过程中常常出现骤降现象。全市气温呈中部高、周围低的势态。

　　夏季　“热在三伏”，头伏、二伏在7月份，平均气温最高，汉江平坝区均在25℃以上，西乡、洋县7月平均气温25.8℃，为全市最高值；平坝两侧南北山地，气温随海拔高度上升而降低；留坝和佛坪在22℃左右，巴山北坡24℃左右。

　　秋季　10月份，全市气温下降，与7月份相比，一般气温要降低10℃以上。此时，汉江平坝区在14℃～15℃之间，汉台、西乡最高为15℃，周围山地气温在14℃以下。留坝、佛坪气温在12℃以下。