El clima es frío y húmedo en la zona occidental o andina, descendiendo las temperaturas hacia el sur, el centro de la provincia es predominantemente árido y de grandes amplitudes térmicas con una zona de oasis dada por los lagos Colhué Huapi y Musters, allí se encuentra la ciudad de Sarmiento, en la cual se han registrado algunas de las temperaturas más bajas de la Argentina Continental durante el siglo XX: en julio de 1950 34ºC bajo cero, mientras que más al este, en el valle inferior del río Chubut y en la costa el clima se mantiene aún bastante seco si bien beneficiado por la humedad proveniente del Mar Argentino y la acción moderadora térmica del influjo oceánico.

En la provincia predominan tres tipos de climas: Templado Templado frío Frío Alto Andino Templado Templado , con las variedades de: Semiárido de meseta Semiárido serrano patagónico Árido de meseta Húmedo andino y Subhúmedo Andino Templado - frío Templado frío en su variedad de árido de meseta Frío Alto Andino La región cordillerana presenta abundantes precipitaciones, superiores a los 1.000 milímetros anuales, producidas por los vientos húmedos provenientes del Océano Pacífico. Los inviernos son extensos y fríos, con abundantes nevadas. Las temperaturas medias anuales son por lo general inferiores a 10° C. El resto de la provincia se caracteriza por las escasas precipitaciones, inferiores a 200 milímetros anuales. Los vientos del oeste y sudoeste, secos y fríos, soplan constantemente, llegándose a registrar en algunas ocasiones hasta más de 100 kilómetros por hora. Las temperaturas medias anuales varían entre 10° y 12 ° C, se registran un poco más altas en las zonas costeras por la influencia del mar. Los inviernos son rigurosos y los veranos cortos y templados. Toda el área de la Patagonia extraandina en general presenta grandes amplitudes térmicas. Las áreas deprimidas, como la ciudad de Sarmiento, en verano constituye una zona sobrecalentada, con 20°C, mientras que en invierno se produce un sobreenfriamiento, con 3° C. La región pose un régimen continental definido que llega hasta las proximidades del Océano Atlántico. Mas Información sobre el Clima en Chubut