Північна Америка витягнута з півночі на південь на 7000 км і в зв'язку з цим розташована в усіх широтних кліматичних поясах Північної півкулі, за винятком екваторіального. Більша частина материка лежить у субарктичному і помірному поясах, менша – в субтропічному. Арктичний, тропічний і субекваторіальний пояси у межах материка займають порівняно невеликі території.
Внаслідок великої протяжності материка з півночі на південь різні частини його дістають неоднакову кількість тепла. Так, річні суми сонячної радіації в північних районах Канади становлять лише 80 ккал/кв. см, а у південних районах США і в Мексиці вони перевищують 140 ккал/кв. см.
Меридіональне простягання найбільших гірських хребтів на заході материка сприяє проникненню повітряних потоків із сходу і перешкоджає доступу у внутрішні райони повітряних мас з Тихого океану. Внутрішні райони материка відкриті і для холодних арктичних мас повітря з півночі, і для теплих тропічних з півдня.
Великий вплив на клімат Північної Америки мають баричні центри, які формуються над океанами. В північній частині Атлантичного океану такими центрами є Ісландський мінімум й Азорський максимум, в північній частині Тихого океану – Алеутський мінімум і Гавайський максимум.
Атмосферні процеси над Північною Америкою проявляються по-різному.
Узимку материк дуже охолоджується, а тому в центрі його формується область підвищеного тиску. Баричний максимум знаходиться приблизно в районі 40° пн. ш. і 110° з. д., звідки повітря розтікається в різні напрями. Проте в зв'язку з невеликою протяжністю материка в широтному напрямі стійкого континентального антициклону не буває. Найінтенсивніші в цей час Ісландський і Алеутський мінімуми.
В середині зими області зниженого тиску майже змикаються над північною Канадою і «витискують» область підвищеного тиску над материком на південь.
У зв'язку з тим, що в помірних широтах переважає західний перенос, великий вплив на материк має Алеутський мінімум. Узимку по його південно-східній периферії виноситься відносно тепле тихоокеанське повітря. Наприклад, у Сіетлі в цей час середня температура над поверхнею землі становить близько +8°. Переваливши через Скелясті гори, циклони, що рухаються з Тихого океану, втрачають вологість і відносно прогріваються. Лише на межі між США і Канадою в районі Британської Колумбії, де гори знижуються, тихоокеанське повітря проникає далеко на схід.
Взимку також переноситься морське арктичне повітря, яке заходить далеко на південь і часто приносить снігові опади. Холодне повітря нерідко досягає навіть узбережжя Мексиканської затоки і півострова Флоріди, викликаючи заморозки. Разом з тим відбувається і зворотний процес: тепле і вологе повітря проникає на північ.
У результаті взаємодії таких різних повітряних мас над центральною і східною частинами Північної Америки погода досить нестійка.
Взимку на півночі материка радіаційний баланс має від'ємне значення, в січні нульова ізолінія теплового балансу проходить приблизно по 40° пн. ш.
Середня температура січня на більшій частині Канади й Аляски становить -20°, -25°, в центрі Гренландії -55°. Однак на півдні США зимові температури плюсові, а в південній частині Центральної Америки досягають +20°, +25°.
На відміну від Європи у Північній Америці на тих самих широтах температура повітря значно нижча. Так, у Нью-Йорку січень на 9° холодніший, ніж у Неаполі; в Міннеаполісі – на 11°, ніж у Мілані, у Вінніпезі – на 14,5°, ніж у Києві. Лише тихоокеанське узбережжя за температурними умовами січня наближається до Західної Європи.
Дощі взимку – часте явище на узбережжі Британської Колумбії і в південно-східній частині Аляски.
Суха, малосніжна зима, подібна до забайкальської, спостерігається лише в західній частині Канади і на східних схилах Скелястих гір.
Улітку над материком утворюється барична депресія з центром на південному заході. Області підвищеного тиску над океаном розростаються і переміщуються на північ. Алеутський циклон досягає великої сили, але охоплює тільки узбережну смугу в межах субтропічних широт.
Значно більший вплив на материк має Азорський антициклон. Повітряні маси Атлантики проникають аж до східних схилів Скелястих гір і, звичайно, панують над внутрішніми рівнинами. З віддаленням від океану вони трансформуються над материком у повітря помірних широт.
Влітку сильніше позначається вплив вологих повітряних мас з Мексиканської затоки, які переміщуються по західній периферії антициклону і несуть велику кількість атмосферних опадів на південно-східні райони Північної Америки. Цей мусон чітко проявляється до 40° пн. ш.
Як і взимку, з півночі по західній периферії Ісландського мінімуму на материк проникають холодні арктичні маси повітря, які поширюються лише на північну частину материка.
Циклонічна діяльність влітку значно слабша, ніж взимку, а тому й слабший в цей час меридіональний обмін повітряних мас.
У районі Центральної Америки влітку панують тропічні атлантичні повітряні маси, а на самому перешийку діє південно-західний екваторіальний мусон.
Напрям ізотерм у липні такий самий, як і в січні, – приблизно із заходу на схід. У липні в північній частині материка температура знижується на північ і в напрямі до Атлантичного океану. Це – наслідок безперервного впливу Ісландського мінімуму.
Найнижча температура липня (не вище ніж +5°) на північному узбережжі Канади та Аляски. Ніде на земній кулі ізотерми липня +10° (північна межа лісу) не заходять так далеко на південь (56—67° пн. ш.), як у Північній Америці.
Найвища температура спостерігається в області баричного мінімуму – в пустині Мохаве, яка має замкнуту ізотерму +30°, що є найвищою середньою температурою в США. В окремих закритих западинах стоїть виняткова спека. Так, Долина Смерті, дно якої лежить на 85 м нижче від рівня океану, має середню температуру липня +38°, а абсолютний максимум +56,6°.
Температура +49°, +50° – типове явище в штатах Арізона, Нова Мексика, Юта, Південна Каліфорнія.
Розподіл атмосферних опадів улітку на території Північної Америки нерівномірний. На заході материка їх випадає порівняно мало, крім південно-східної Аляски, острівних груп і району Британської Колумбії. і найменше в замкнутих улоговинах Великого Басейну (менше за 100 мм).
Максимум опадів випадає в літні місяці у центральних і східних районах США. Багато опадів на південному узбережжі Мексики, оскільки туди надходять вологі маси повітря з Мексиканської затоки.
Географічне положення материка, процеси атмосферної циркуляції, специфічні орографічні умови, ступінь розчленованості берегової лінії тощо зумовлюють надзвичайно різноманітні кліматичні відмінності різних частин Північної Америки. З півночі на південь на материку чітко простежуються майже всі кліматичні пояси північної півкулі, а в межах їх – ряд кліматичних областей.
Північне узбережжя материка й острови, що до нього прилягають, охоплює арктичний пояс. Пояс характеризується пануванням арктичних повітряних мас протягом усього року. Найнижча температура в січні тут -35°, -40°, а в Гренландії -45°, -50°. Влітку у прибережних районах, особливо на північному сході, де дуже позначається вплив Лабрадорської течії, досить холодно; в липні середня температура змінюється від +7 до +13°. Охолоджуючий вплив має також Гудзонова затока.
Протягом майже всього року тут чергуються періоди із сніговими хуртовинами, частими туманами тощо. Полярна ніч триває понад п'ять місяців. У межах цього поясу містяться центри сучасного зледеніння покривного типу.
На південь від арктичного поясу лежить пояс субарктичного клімату. Південною межею його служить зимове положення арктичного фронту; на заході ця межа збігається з 60° пн. ш., на сході – з 55° пн. ш.
У межах субарктичного поясу можна виділити три області: дві океанічні й одну континентальну.
У континентальній області зима суворіша. Середні січневі температури тут -25°, -30°, тоді як в океанічних областях -20°, -15°. Середня температура липня в області від +5 до +10°. Кількість опадів трохи більша, ніж в арктичному поясі, і становить 400–500 мм. Вологий клімат має південно-східна Аляска, де випадає 1500–2000 мм опадів на рік.
У субарктичному поясі поширена багаторічна мерзлота.
Найбільші простори займає помірний кліматичний пояс. Південна межа його лежить на сході поблизу 40° пн. ш., а на заході – недалеко від гирла річки Колумбії. У межах цього поясу виділяють три кліматичні області: Тихоокеанську, Континентальну й Атлантичну мусонну.
Атлантична мусонна область охоплює крайню східну частину помірного поясу. Середня температура січня тут становить -5°, -10°, а на півночі області навіть -18°, -20°. Літні опади приносять вологі вітри Атлантики. Температура липня під впливом Лабрадорської течії не перевищує +20°. Влітку холодна течія зумовлює утворення густих і тривалих туманів.
Клімат внутрішніх просторів узимку суворіший. У цей період тут часто бувають хуртовини, які є результатом вторгнення арктичних повітряних мас. Ось чому в східних частинах Канади утворюється товстий сніговий покрив. Влітку, в зв'язку з проникненням тропічного повітря з Мексиканської затоки, часто спостерігається значне підвищення температури (до +45°), що супроводиться суховіями та засухами. Середня ж температура літа не перевищує +20°, Більше опадів улітку.