临沂市域属暖温带大陆性季风气候。四季分明，雨热同季，季风明显，光照充足，无霜期长，在山东省气候区内，属最佳气候区之一。从季节变化上看，春季回暖快，少雨多风，气候干燥，沿海雾盛，常有干旱、寒潮、晚霜冻灾害性天气。夏季温高湿重，雨量充沛，盛东南风，沿海多雾，洪涝、大风、冰雹灾害性天气较为频繁。秋季气温急降，雨量骤减，天气晴和，凉爽宜人；亦有秋旱或连阴雨灾害性天气出现。冬季寒冷干燥，雨雪稀少，海上多大风和雾。从气候区划上看，北部为高山气候区，年平均气温在全市最低，寒冷期长，降水少，干旱重，冰雹频危害大，无霜期短，日照时数长，蒸发大。西部丘陵气候区春季回暖早，干热风多，夏季炎热。南部平原气候区年温高，热量足，雨量充沛，气候温润，年极端最高气温为全市之最。东部沿海气候区雨水充沛，水分条件好，温差小，无霜期在市域内最长。