El clima en toda la provincia es semitropical. El tipo climático correspondiente a la mitad este es el semitropical semiestépico, mientras que en la mitad oeste cambia a semitropical continental...
La mínima registrada en la provincia fue en la ciudad de Las Breñas, con -10 ºC el 17 de julio de 2010. La máxima fue de 55 ºC en la ciudad de Presidencia Roque Sáenz Peña. Los veranos son muy calurosos; los inviernos, templados. La distribución anual de las lluvias es muy despareja, se alternan los épocas de sequía total y otras en las que los humedales crecen en forma desmesurada.
La influencia de los vientos húmedos que llegan desde al Atlántico determina que el sector oriental reciba un monto mayor de precipitaciones, con niveles promedios que superan los 1500 mm anuales.
Hacia el oeste se ingresa en un clima cada vez más continental, donde la amplitud térmica es mayor y el clima más seco, especialmente en el invierno pues sufre de una marcada estación seca. El monto de las precipitaciones acumula sólo cerca de 600 mm anuales en el extremo oeste.
