楚雄州境氣候宜人,屬亞熱帶季風氣候,但由於山高谷深,氣候垂直變化明顯。全州總的氣候特徵是冬夏季短、春秋季長;日溫差大、年溫差小;冬無嚴寒、夏無酷暑;乾濕分明、雨熱同季;日照充足,霜期較短;降水偏少,春夏旱重。同時因各地地形和海拔的差異,形成氣象要素時空分佈複雜、立體氣候和小氣候特徵明顯的特點。年均氣溫為14. 8~21.9 ℃。絕大多數地區最冷月(1月)平均氣溫在7.4℃;最熱月(6月)平均氣溫21.4℃。極端最高氣溫42℃(1963年5月31日),極端最低氣溫-8.4℃(1974年1月1日)。元謀壩子和金沙江河谷地區全年無霜,其他大部分地區無霜期為221天~275天。全州降水量偏少,年均降水量800~1000毫米,且主要集中在7月至10月。楚雄州地處雲南省日照高值區,年均日照為2450小時,從西北向東南呈遞減分佈。西北部的永仁縣最多,年平均達2823小時,日照率達65%,是全省日照時數最多、日照百分率最大的地區。最少的是祿豐縣為2198小時。全州的蒸發量年平均為2432毫米,為年降雨量的3倍多。元謀縣的蒸發量為降雨量的6倍多,是雲南省蒸發量最大的幹熱盆地,蒸發量最小的是南華縣和雙柏縣,年均不到2000毫米。