Територія області має помірно-континентальний клімат з теплим літом, м'якою зимою і достатньою кількістю опадів. Він сформувався під впливом різноманітних чинників. Головним з них є географічна широта, з якою пов'язана висота Сонця над горизонтом і величина сонячної радіації. Висота Сонця над горизонтом на території області в червні в полудень досягає 63-65°, в грудні – 16-18°, а в рівнодення - 39,5-41,5.° Тривалість дня змінюється від 8 до 16,5 години.

 Неоднакові показники висоти Сонця над горизонтом та зміни хмарності протягом року впливають на зміну сонячної радіації від 130 кал/см² в грудні до 530 кал/см² в червні, досягаючи за рік 101 ккал/см².

 Хмельниччина розташована вглибині материка, і тому на її клімат мають вплив континентальні повітряні маси, які приносять суху погоду. Взимку сюди доходить повітря Сибірського антициклону, яке приносить холодну погоду, а влітку має вплив Азорський максимум. Навесні і на початку осені на територію області проникає арктичне повітря, яке приносить різке похолодання.

 В усі пори року територія області перебуває під впливом циклонів, які формуються над Атлантичним океаном. Влітку вони зумовлюють значну хмарність, опади, зниження температури повітря, а взимку – потепління, відлиги, снігопади.

 На клімат має вплив також рельєф. Різноманітні його форми обумовлюють відмінності в температурах, кількості опадів, напрямі та сили вітру.

 Середньорічна температура повітря коливається від 6,8°С в північній і центральній частинах області до 7,3°С - в південній.

 Найтепліший місяць – липень, найхолодніший – січень. Влітку найвищі середні температури повітря спостерігаються в південній частині області (18,8°-19,3°С), а найнижчі – в північній (18,5°С) і західній (18,3°С). Середні січневі температури повітря найнижчі в центральній частині області (-5,4°С). Це пояснюється тим, що це найбільш підвищена, безліса частина височини. Дещо вищі вони в північній частині (-5,5°С), а особливо – в південній (-0,5°С).

 Вторгнення на Хмельниччину континентальних повітряних мас приводить до значних коливань температури повітря в усі пори року. Влітку повітря може нагріватись до +39°С (абсолютний максимум), а взимку охолоджуватись до -34°С (абсолютний мінімум).

 На території області випадає достатня кількість опадів (530-670 мм на рік). Найбільше їх на півночі, найменше – на півдні. Найбільша кількість опадів випадає влітку, найменша – взимку. В літній період часто бувають зливи, грози, іноді – град. Сніговий покрив утворюється в другій половині грудня і тримається, переважно, до першої декади березня. Товщина його незначна (10-15 см).

 Протягом року над територією області дмуть переважно північно-західні і північно-східні вітри. Вони мають і найбільшу швидкість. Влітку переважають північно-західні і західні вітри, а взимку – північно-західні і південно-східні. Взимку їх швидкість більша, ніж улітку. Кількість днів з тихою погодою влітку майже в півтора раза більша, ніж узимку.

 На всій території чітко виділяються пори року. Кожна з них має свої особливості. Зима коротка і м'яка, з частими відлигами. Вона триває від 100 на півдні до 115 днів на півночі. Кількість днів із сніговим покривом досягає 75-95. Відлиги і різкі коливання температури повітря часто наносять шкоду озимим культурам.

 Весна починається з другої декади березня, коли температура повітря стійко переходить вище 0°С і триває до останньої декади травня. Збільшується кількість опадів, ясних днів. Але повторні похолодання в квітні і травні зумовлені вторгненням на територію області північних вітрів, нерідко наносять шкоду сільськогосподарським культурам.

 Літо триває з кінця травня до першої декади вересня. Температури повітря піднімаються вище 15°С, можливе підвищення до +39°С (м. Кам'янець-Подільський). Переважають південно-східні вітри, збільшується кількість ясних днів. В першій половині літа нерідко бувають короткочасні зливи, велика кількість опадів. Іноді випадає град, який супроводжується сильними вітрами, що завдає неабиякої шкоди сільськогосподарським культурам.

 Осінь триває з кінця вересня до кінця листопада. Вона настає тоді, коли відбувається стійкий перехід середньої добової температури повітря до 15°С і нижче. Перша її половина відзначається погожими сонячними днями. Перші приморозки бувають вже в середині вересня. В листопаді грунт промерзає на глибину 5-6 см.

 За відмінностями кліматичних показників на території області можна виділити три агрокліматичні райони: північний, центральний і південний.

 Північний займає територію Славутського, Полонського і північ Шепетівського адміністративних районів. Сума температур вище 10°С становить 2450°С. Середньорічна температура повітря +6,8°С. Тут випадає найбільша кількість опадів в області (650-700 мм на рік), спостерігається найбільша тривалість снігового покриву (90-95 днів).

 Центральний займає ту частину області, яка розташована на Верхньобузькій і Случ-Хоморській височинах. Відзначається значним підвищенням суми активних температур з півночі на південь (2450°-2700°С), достатньою кількістю опадів (600-650 мм на рік). Середньорічна температура повітря +6,8°С.

 Південний район об'єднує південні адміністративні райони, які прилягають до Дністра (Кам'янець-Подільський, Дунаєвецький, Новоушицький). Це – найтепліша частина області. Сума температур тут вища 2700°С, середньорічна - +7,3°С. Опадів випадає найменше в області (менше 600 мм), але їх кількість є оптимальною для вирощування сільськогосподарських культур лісостепової зони. Тут найменша тривалість снігового покриву (75-80 днів) і його товщина. Особливо теплий клімат у долині Дністра, де можна вирощувати теплолюбні культури (персики, виноград, абрикоси та ін.).

 Достатнє зволоження, оптимальний температурний режим створюють на всій території області умови для вирощування різноманітних сільськогосподарських культур, насамперед, озимої і ярої пшениці, ячменю, жита, вівса, цукрових буряків, картоплі, овочевих і кормових культур, плодових дерев. Південна частина (Придністров'я) придатна для виноградарства, баштанництва та ін.

 Інколи в області спостерігаються кліматичні явища, що негативно відбиваються на розвитку сільськогосподарських культур. Це – ранні осінні і пізні весняні приморозки, зливи, град, вимерзання посівів в окремі зими (коли сніговий покрив відсутній, а температури повітря досить низькі).

 Кліматичні умови південних районів області (особливо на берегах Дністра та його приток) сприятливі для відпочинку людей.