気温の高低は、緯度と標高及び地形などに影響されます。長野県は南北に約2度の緯度差がありますが、地形が複雑なために気温の分布はおおむね標高によって決まります。長野県のような内陸では、海（海風）の影響が少ないことや放射冷却が起きやすいことなどにより、気温の日較差や年較差が大きくなっています。

冬は沿岸部に比べると著しく気温が低く、寒さが厳しくなりますが、3月から5月にかけては急速に気温が上がり、沿岸部との差はあまりなくなって、春の暖かさが足早に訪れます。

夏は海岸地方と同じかそれ以上の暑さとなりますが、9月からの気温の下降は急激で次第に海岸地方との気温差が大きくなっていきます。

一年のうちで最も高い月の平均気温と、最も低い月の平均気温との差（年較差）は、長野では25.8℃もあります。

日本は世界でも有数な雨の多い国ですが、長野県の北部や中部の盆地では北海道および瀬戸内海と並ぶ年間1,500mm以下の雨の少ない地域となっています。これは、海から遠く離れており周囲を山脈に囲まれているため、台風、低気圧、前線などの影響を比較的受けにくいという内陸気候の特徴のためです。

長野県中部・南部の日照時間は全国的にみても多くなっています。 平年の年間日照時間は、長野では1969.9時間ですが、諏訪が2164.8時間、松本が2134.7時間と瀬戸内海と並んで日照時間の多い地域です。 県北部の日照時間が少ないのは冬の季節風の影響で雲が多く、雪が降りやすいためです。

長野県は 3,000m 前後の山脈に囲まれているので、盆地では風が弱くなっています。しかし、内陸部では日中に局地的な「熱的低気圧」が発生し、ところによっては「谷風」が強まり、特に昼過ぎから夕方頃まで７～８m/sの風の吹くところがあります。

冬には「冬型の気圧配置」が続くため、北よりの風となります。

夏は太平洋高気圧から吹く南よりの風が多くなります。

しかし、県内は地形が極めて複雑なために、川や谷の走向に沿った風の向きとなり、その地域で特有の強い風となることもあります。また、強い風の吹く回数が多くなるのは、3月～4月の春先です。

北部で強い風が吹くときは、「寒冷前線」が通過した後の北の風や日本海の低気圧に吹き込む西南西～南の風です。また、北海道の東海上に高気圧があって、西日本から低気圧が進んでくるときには、千曲川沿いの上田から信濃町にかけて南よりの強い風が吹きます（諏訪では南東の風が強まります）。

中部では、冬の季節風により諏訪の西北西の風が著しく、県内での強い風が最も多いところです。松本も日本海の低気圧などで南の風の強く吹くところです。

南部は北部、中部に比べて強い風になる割合は少ないですが、伊那は冬型の気圧配置や日本海の低気圧で強い風の吹く所です。

熱的低気圧:日中盆地の地面の温度が上がると地面付近の空気も暖められて、膨らんで（膨張）軽くなるため、そこでの気圧は低くなります。このように熱的な影響で低気圧が発生します。

谷風:日中に谷の斜面が暖められると、その同じ高さの周りの空気よりも暖かくなって軽くなるので、斜面の空気は上昇し、そこの空気を補うように、斜面をはい上がる空気の流れが生じて吹く風です。

寒冷前線:冷たく重たい空気が、暖かい空気の下にもぐり込み暖かい空気の方へ移動する前線です。暖かい空気は急激に押し上げられるので、そこでは強い上昇する空気の流れが起きて背の高い雲に発達し、にわか雨や雷を伴います。