Puszcza Białowieska wraz z przyległymi rejonami wschodniej Polski leży w obszarze klimatu leśnego subkontynentalnego strefy umiarkowanie chłodnej.

Roczny przebieg opadów wskazuje na pewne cechy klimatu kontynentalnego w postaci przewagi opadów letnich nad opadami innych pór roku. Średni opad roczny wynosi 594 mm, zaś średnia temperatura lipca przeciętnie 18'C, a stycznia 4,5'C.

Pokrywa śnieżna, podobnie jak w całej północno-wschodniej Polsce, utrzymuje się długo i zalega średnio 92 dni w roku, czyli przeszło dwa razy dłużej niż w Polsce zachodniej, a 30 dni dłużej niż w okolicach Warszawy. Roboty polne rozpoczynają się tu stosunkowo późno, zwykle w kwietniu, żniwa wypadają na początku sierpnia.

Długość okresu wegetacyjnego określonego liczbą dni ze średnią temperaturą dobową powyżej 5'C nie przekracza w rejonie Puszczy Białowieskiej 210 dni w roku. Na podstawie sezonowych objawów w życiu wybranych gatunków roślin, okres wegetacyjny trwa w okolicach 185 dni. W stosunku do Polski zachodniej jest krótszy o 30 dni, a o 15 dni krótszy w stosunku do centrum kraju. Początek zarania wiosny wypada przynajmniej o 2-3 tygodnie później niż na zachodzie kraju, a jesień zaczyna się tu o 2 tygodnie wcześniej.

Klimat obszaru Puszczy Białowieskiej ma więcej wspólnego z klimatem Polski północno-wschodniej niż z klimatem rejonów przylegających do puszczy od zachodu.

Lokalnie daje znać o sobie wpływ kompleksu leśnego. Objawia się to między innymi złagodzeniem siły wiatrów, większą wilgotnością powietrza, zmniejszeniem się amplitudy temperatur. Najbardziej widoczne jednak jest dłuższe zaleganie pokrywy śnieżnej w lasach i na polanach niż na bezleśnym przedpolu puszczy. Pod względem czasu zalegania pokrywy śnieżnej i jej grubości oraz stosunków termicznych obserwuje się interesujące różnice między poszczególnymi ekosystemami leśnymi