Quảng Trị nằm ở phía Nam của Bắc Trung Bộ, trọn vẹn trong khu vực nhiệt đới ẩm gió mùa, là vùng chuyển tiếp giữa hai miền khí hậu nên có nền nhiệt độ cao, chế độ ánh sáng và mưa, ẩm dồi dào, tổng tích ôn cao… là những thuận lợi cơ bản cho phát triển các loại cây trồng nông, lâm nghiệp. Tuy nhiên, Quảng Trị được coi là vùng có khí hậu khá khắc nghiệt, thời tiết Quảng Trị chịu ảnh hưởng của gió Tây Nam khô nóng thổi mạnh từ tháng 3 đến tháng 9 thường gây nên hạn hán. Từ tháng 10 đến tháng 2 năm sau chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc kèm theo mưa nên dễ gây nên lũ lụt.
- Nhiệt độ
Nhiệt độ trung bình năm từ 24-250C ở vùng đồng bằng, 22-230C ở độ cao trên 500m. Mùa lạnh có 3 tháng (12 và 1, 2 năm sau), nhiệt độ xuống thấp, tháng lạnh nhất nhiệt độ xuống dưới 220C ở đồng bằng, dưới 200C ở độ cao trên 500m.
- Chế độ mưa
Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2.200-2.500mm; số ngày mưa trong năm dao động từ 154-190 ngày. Chế độ mưa ở Quảng Trị biến động rất mạnh theo các mùa và cả các năm. Trên 70 % lượng mưa tập trung vào các tháng 9, 10, 11. Có năm lượng mưa trong 1 tháng mùa mưa chiếm xấp xỉ 65 % lượng mưa trung bình nhiều năm .
- Độ ẩm
Quảng Trị có độ ẩm tương đối, trung bình năm khoảng 83-88 %. Giữa hai miền Đông và Tây Trường Sơn chế độ ẩm cũng phân hóa theo thời gian. Tháng có độ ẩm thấp nhất là tháng 4, độ ẩm thấp nhất có khi xuống đến 22 %; trong những tháng mùa mưa, độ ẩm tương đối trung bình thường trên 85 %, có khi lên đến 88-90 %.
- Nắng
Quảng Trị có số giờ nắng khá cao, trung bình 5-6 giờ/ngày, có sự phân hóa theo thời gian và không gian rõ rệt: miền Đông có tổng số giờ nắng lên tới 1.910 giờ, miền Tây chỉ đạt 1.840 giờ. Các tháng có số giờ nắng cao thường vào tháng 5, 6, 7, 8, đạt trên 200 giờ.
- Gió
Tỉnh Quảng Trị chịu ảnh hưởng của hai hướng gió chính là gió mùa Tây Nam và gió mùa Đông Bắc. Đặc biệt gió Tây Nam khô nóng ở Quảng Trị là hiện tượng rất điển hình, được đánh giá là dữ dội nhất ở nước ta. Trung bình mỗi năm có khoảng 45 ngày. Trong các đợt gió Tây Nam khô nóng, nhiệt độ có thể lên tới 400C- 420C. Gió Tây Nam khô nóng làm ảnh hưởng không nhỏ tới các hoạt động kinh tế – xã hội, đặc biệt là sản xuất nông nghiệp .
- Bão
Quảng Trị nằm trong khu vực chịu nhiều ảnh hưởng của bão. Mùa bão thường tập trung vào các tháng 9 và 10. Bão có cường suất gió mạnh kèm theo mưa lớn tạo ra lũ quét ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp và đời sống dân cư.