Климат Московской области умеренно континентальный, сезонность чётко выражена; лето тёплое, зима умеренно холодная; континентальность возрастает с северо-запада на юго-восток.
Период со среднесуточной температурой ниже 0 °C длится 120—135 дней, начинаясь в середине ноября и заканчиваясь в конце марта. Среднегодовая температура на территории области колеблется от 2,7 до 3,8 °C. Самый холодный месяц — январь (средняя температура на западе области −10 °C, на востоке −11 °C). С приходом арктического воздуха наступают сильные морозы (ниже −20 °C), которые длятся до 40 дней в течение зимы (но обычно морозные периоды намного менее продолжительны); в отдельные годы морозы достигали −45 °C (самый низкий абсолютный минимум температур был отмечен в Наро-Фоминске −54 °C). Зимой (особенно в декабре и феврале) часты оттепели, вызываемые атлантическими и (реже) средиземноморскими циклонами; они, как правило, непродолжительны, средняя длительность их 4 дня, общее число с ноября по март — до пятидесяти. Снежный покров обычно появляется в ноябре (хотя бывали годы, когда он появлялся в конце сентября и в декабре), исчезает в середине апреля (иногда и ранее, в конце марта).
Постоянный снежный покров устанавливается обычно в конце ноября; высота снежного покрова — 25—50 см. Почвы промерзают на 65—75 см.
Самый тёплый месяц — июль (средняя температура +17 °C на западе и +18,5 °C на юго-востоке). Максимальная летняя температура (+39 °C) отмечена в Зарайске. Среднегодовое количество осадков 450—650 мм, наиболее увлажнены северо-западные районы, наименее — юго-восточные. В летние месяцы в среднем выпадает 75 мм осадков, однако раз в 25—30 лет в Московской области случаются сильные засухи, когда выпадает менее 5 мм осадков.