Deutschland gehört vollständig zur gemäßigten Klimazone Mitteleuropas im Bereich der Westwindzone und befindet sich im Übergangsbereich zwischen dem maritimen Klima in Westeuropa und dem kontinentalen Klima in Osteuropa. Das Klima wird unter anderem vom Golfstrom beeinflusst, der die klimatischen Werte für die Breitenlage ungewöhnlich mild gestaltet.
Extreme Wetterbedingungen wie lang anhaltende Dürren, Tornados, strenger Frost oder extreme Hitze sind vergleichsweise selten. Gelegentlich treten jedoch Orkane auf, die in den Jahren 2000, 2002 und 2007 zu schweren Schäden geführt haben. Regelmäßig ereignen sich auch Hochwasser, die nach intensiven Regenperioden im Sommer (Oderhochwasser 1997, Elbehochwasser 2002) oder nach der Schneeschmelze zu Überschwemmungen und erheblichen Zerstörungen führen können. Dürren betreffen hauptsächlich den Nordosten Deutschlands, können zuweilen aber auch das ganze Land in Mitleidenschaft ziehen, wie zuletzt während der Hitzewelle 2003 und 2006.
Die höchsten Jahrestemperaturen verzeichnet Südbaden mit über 11 °C, während in Oberstdorf der Durchschnitt unter 6 °C liegt. Zudem zeichnet sich ein allgemeiner Trend zu höheren Temperaturen ab: Nach Angabe des Deutschen Wetterdienstes lagen bis auf 1996 in allen Jahren seit 1988 die Durchschnittstemperaturen über dem langjährigen Mittel von 8,3 °C, im Jahr 2000 wurden sogar 9,9 °C erreicht. Insbesondere die Sommer sind deutlich wärmer geworden. Zudem verfrüht sich der Frühlingsbeginn im Durchschnitt um fünf Tage pro Jahrzehnt: Zugvögel halten sich fast einen Monat länger in Deutschland auf als noch in den siebziger Jahren.
Die tiefste jemals in Deutschland gemessene Temperatur betrug -45,9 °C, sie wurde am 24. Dezember 2001 am Funtensee registriert. Die bisher höchste Temperatur betrug 40,3 °C und wurde am 8. August 2003 in Nennig im Saarland erreicht.