Hà Tĩnh nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa với đặc trưng của khí hậu miền Bắc có mùa đông lạnh.
Tuy nhiên, do ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc từ lục địa Trung Quốc tràn về bị suy yếu nên mùa đông đã bớt lạnh hơn và ngắn hơn so với các tỉnh miền Bắc và chia làm hai mùa rõ rệt 1 mùa lạnh và 1 mùa nóng. Nhiệt độ bình quân ở Hà Tĩnh thường cao. Nhiệt độ không khí vào mùa đông chênh lệch thấp hơn mùa hè. Nhiệt độ đất bình quân mùa đông thường từ 18-22oC, ở mùa hè bình quân nhiệt độ đất từ 25,5 – 33oC. Tuy nhiên nhiệt độ đất thường thay đổi theo loại đất, màu sắc đất, độ che phủ và độ ẩm của đất.
Hà Tĩnh là tỉnh có lượng mưa nhiều ở miền Bắc Việt Nam, trừ một phần nhỏ ở phía Bắc, còn lại các vùng khác có lượng mưa bình quân hàng năm đều trên 2000 mm, cá biệt có nơi trên 3000 mm.