Las temperaturas medias anuales varían entre los 10º y los 12º centígrados. La amplitud térmica anual es considerable: las temperaturas medias alcanzan, según zonas, a 23º C y las mínimas medias, correspondientes a julio y agosto, a 3º C. Las oscilaciones térmicas interanuales son muy elevadas en las zonas centro y oeste de la provincia. La variabilidad de este indicador se torna más notoria cuando se consideran las temperaturas extremas: -26º C en Julio y 34º C en enero.
Río Negro se halla afectado en el oeste por el clima frío húmedo, en donde las temperaturas varían según la altura, entre los 6 y 8°C de media anual, con precipitaciones superiores a los 1 000 mm anuales, dependiendo de la topografía y la latitud, que generalmente caen en forma de nieve y se concentran en invierno. En el resto del territorio predomina el clima árido de estepa, con temperaturas medias anuales entre 12 y 16°C y precipitaciones inferiores a los 350 mm anuales, repartidas muy desigualmente en el año.
La ubicación latitudinal influye en el tipo de distribución de las precipitaciones. En términos generales se podría decir que en Argentina, el río Colorado marca el límite entre el predominio de las lluvias de verano al norte y de invierno al sur. Esta diferenciación aumenta progresivamente hacia el sudoeste.
Los Andes impiden la entrada de la mayor parte de la humedad del Océano Pacífico, lo que provoca que libere la mayor parte de la precipitación en sus laderas occidentales y, como tal, la mayor parte de la provincia es seca, con una precipitación media anual de alrededor de 200 milímetros. Las zonas costeras y las partes del norte de la provincia reciben una precipitación levemente mayor, donde puede promediar más de 300 milímetros por año. La región andina recibe la mayor cantidad de precipitación con áreas que reciben una precipitación media anual de 200 a 1,000 milímetros en las que el gradiente de precipitación es muy fuerte y aumenta hacia el oeste. En algunos lugares, la precipitación puede superar los 3.000 milímetros al año. La mayor parte de la región andina tiene un patrón de precipitación similar al mediterráneo, similar a Chile central, en el que la mayor parte de la precipitación cae durante los meses de invierno y los veranos son secos.
Una característica dominante del clima son los fuertes vientos que se observan en toda la provincia. Los veranos tienden a ser más ventosos que los inviernos. Los vientos provenientes del oeste, suroeste y noroeste son comunes, ocurriendo el 50% del tiempo (60% si no se incluyen los vientos tranquilos). Existe una cierta tendencia a que los vientos provengan del este, particularmente en las regiones costeras, las brisas marinas del este pueden ocurrir cuando los vientos del oeste son débiles, lo que puede sentirse hasta 10 kilómetros adentro de la costa. La velocidad media del viento en toda la provincia varía, ya que las partes del norte tienen las velocidades del viento más bajas, mientras que las áreas de mayor altitud son las más ventosas. Excepto en las partes del norte de la provincia, las velocidades medias anuales del viento superan los 4 metros por segundo.
La cobertura de nubes varía en toda la provincia, desde más del 60% en la región andina hasta alrededor del 40% en las zonas costeras. Las mesetas centrales tienen cantidades intermedias de cobertura de nubes entre estas 2 regiones. Como tal, la región andina es más nublada que el resto de la provincia. El sol varía de 10 a 11 horas de sol al día en enero a alrededor de 5 horas de sol al día (áreas menos nubladas) a menos de 3 horas de sol al día (áreas más nubladas) en julio.
Parte del norte y noreste de la provincia, está ubicada en el Pasillo de los Tornados, una zona donde los tornados y las tormentas severas son frecuentes en el verano. Recientemente en los últimos años se le dio importancia a esta zona por el incremento de estos fenómenos extremos, donde causan mucho pánico entre la población cuando son avistados. La mayoría de los registros sobre estos fenómenos son de tormentas severas o de Microrráfagas que son vientos muy fuertes que descienden en un área muy localizada causando innumerables destrozos. Las tormentas de granizo también son un factor muy visto en la zona del valle medio.
Registros de tornados