山東省氣候屬暖温帶季風氣候。降水集中，雨熱同季，春秋短暫，冬夏較長。年平均氣温11—14°C，由東北沿海向西南內陸遞增。魯東(膠東半島)和黃河三角洲多在12°C以下，魯西南和魯北多在13°C以上。冬季一般以1月份最低，平均氣温在—l～—4°C之間，極端最低氣温—11～—20°C。夏季一般以7月份氣温最高，平均24～27°C。全省無霜期一般為l 80～220日，也是由東北沿海向西南遞增，魯北和膠東一般為180天，魯西南地區可達220天。全省年均降水量一般在550～950毫米之間，由東南向西北遞減，以魯東南和魯南降水量最大，一般在800～900毫米以上；而魯西北和黃河三角洲降水量最少，一般在600毫米以下，其他地區一般為600～800毫米。
冬季（12～2月）
冬季，我國上空基本上受西風氣流控制。沿青藏高原南側經我國東部沿海到日本是一支穩定的南支西風急流，在我國新疆北部、內蒙古、華北上空是北支西風急流，這支急流與極鋒相聯繫。冬季影響山東的天氣系統主要是冷鋒，它是極地大陸氣團和變性極地大陸氣團之間的界面。較強冷鋒過境後，常常出現偏北大風並引起強烈的降温，當南方暖濕氣流較強時也會出現雨雪天氣，有時還會出現雨淞。當青藏高原上有較深的低槽移出，西南氣流較強時，南方氣旋也會北上影響山東，造成大風和雨雪天氣。冬季，強大幹冷的蒙古高壓控制我國，它主宰着冷空氣的活動。山東位於蒙古冷高壓的東南部，盛行偏北風，氣候寒冷而乾燥。此時由緯度影響造成的温度南北差異大於海洋影響造成的東西差異，等温線大致呈緯向分佈，季平均温度0.7℃～ -2.8℃。1月是蒙古高壓最強盛時期，其中心強度平均在1040hPa以上，該月也是全年最冷的月份。冬季也是全年降水最少的季節,季降水量由東南向西北減少,魯西北地區最少，在25mm以下；魯東南及山東半島東北部最多，在40mm以上。
春季（3～5月）
春季是大氣環流型由冬到夏的轉換季節，低層環流形勢表現為冬、夏季的主要大氣活動中心並存。由於我國是大陸性季風環流，大陸的熱力因素起主導作用，所以大氣環流的季節轉換從下層開始。春季500hPa以上的環流基本上仍是冬季形勢，南支西風位置變化不大，北支西風稍有北退；但低層850hPa以下則開始出現夏季環流形勢。入春以後，隨着太陽輻射日益增強，地面和空氣的温度不斷增高，蒙古高壓強度減弱，並向西收縮；蒙古氣旋頻繁出現，發展強烈，形成南高北低的氣壓場，所以春季是山東偏南大風出現最多的季節。同時，南方氣旋活躍，活動路徑比冬季偏北，氣旋出海後常常發展，造成山東大風天氣。春季雖然冷空氣勢力減弱，但仍頻繁出現，若有較強的冷空氣南下，會造成較強的降温並出現晚霜凍，也會造成冰雹等強對流天氣。此時西太平洋副熱帶高壓（以下簡稱“副高”）、大陸熱低壓勢力逐漸增強，西南暖濕氣流較冬季活躍，降水比冬季明顯增多，各地季降水量多在70～140毫米之間，自南向北遞減。魯東南為120～140毫米，魯西北多在80毫米以下。由於春季回暖快，風力大，蒸發強，所以常出現春旱。春季內陸地區温度回升較快，但沿海各地受海洋影響，增温比內陸緩慢，故等温線由冬季的緯向分佈轉變成經向分佈，由東向西遞增，季平均温度在8.0℃～15.2℃之間。
夏季（6～8月）夏季主要受西太平洋副高和大陸熱低壓控制，經常受熱帶海洋氣團影響,在單一熱帶海洋氣團控制之下，常是天氣晴朗、高温而潮濕。此時來自高緯度的冷空氣仍經常南下，在變性極地氣團與熱帶海洋氣團之間形成冷鋒。雖然影響山東的冷鋒次數及強度遠不如春季，但由於南方暖濕氣流強盛，經冷空氣抬升常造成大量降水，有時達到暴雨強度，甚至出現冰雹等強對流天氣。6、7月份南方氣旋經常影響山東，造成大範圍的降水，出現暴雨。盛夏副高南側的颱風活動頻繁，帶來大風和降水天氣。
冬季過後，隨着大陸特別是青藏高原的增温，高原南側温度梯度減弱。到5月底或6月初，高原南側南支急流消失，青藏高壓建立，西南季風爆發，我國大陸上主要雨帶隨之北移。6月中旬到7月上旬，西太平洋副高第一次北跳後，脊線位於20～25°N之間，江淮流域梅雨開始，在梅雨後期（6月末到7月初），山東進入雨季。7月中旬副高第二次北跳，脊線到達30°N附近，華北雨季開始。8月下旬副高開始南撤，雨帶也開始南退，8月底或9月初，山東雨季結束。夏季受大陸熱低壓和西太平洋副高的影響，天氣炎熱，濕潤多雨。季平均氣温20.9℃～26.7℃，等温線呈經向分佈，由西南向東北降低。夏季是全年降水最集中的季節，季降水量自東南向西北遞減。
秋季(9～11月)
秋季是大氣環流型自夏到冬的轉換季節。9月蒙古高壓建立後，山東基本上處在極地大陸氣團的影響下。10月，蒙古高壓再度加強，地面上已是穩定的冬季環流形勢。9月上旬500hPa副高脊線已南撤到25°N以南，雨帶也隨之南撤，山東降水顯著減少。秋季對流層上部的青藏高壓消失，西風帶南移，高原南側的南支西風急流重新建立。10月份，高空也基本上為冬季的環流形勢。秋季，隨着蒙古高壓的建立和加強，山東又轉受極地大陸氣團控制，氣温明顯下降，降水驟減，多秋高氣爽天氣。季平均氣温多在12.8℃～15.0℃之間，等温線趨於緯向分佈，降水量從東南向西北遞減。
