北美洲地跨热带、温带、寒带，气候复杂多样。以温带大陆性气候和亚寒带针叶林气候为主。北部在北极圈内，为冰雪世界。南部加勒比海受赤道暖流之益，但有热带飓风侵袭。大陆中部广大地区位于北温带。由于所有的山脉都是南北或近似南北走向，故从太平洋来的湿润空气仅达西部沿海地区;从北冰洋来的冷空气可以经过中部平原长驱南下;从热带大西洋吹来的湿润空气也可以经过中部平原深入到北部，故北美洲的气候很不稳定，冬季时而寒冷，时而解冻，墨西哥湾沿岸的亚热带地区，冬季也会发生严寒和下雪的现象。
北美洲最冷月(1月)平均气温低于0℃的地区，约占全洲面积的3/4，整个北极群岛(北美大陆以北、格陵兰岛以西众多岛屿的总称)及格陵兰岛的大部分地区都低于-32℃，格陵兰岛中部低达-50℃，成为西半球的寒极区。夏季全洲普遍增温，最热月(7月，沿海多为8月)平均气温格陵兰岛中部为0~3℃，成为北半球夏季最凉的地区;其余广大地区都在0-32℃之间，其中20℃以上的地区约占全洲面积一半以上，30℃以上的地区面积较小。美国西南部的死谷，极端最高气温曾达56.7℃，为全洲最热地区。北美洲东部地区降水较多。