К земной поверхности в Тамбовской области поступает 92–95 ккал/см2 солнечного тепла в год, из них летом – 40–42, зимой – 7–9, весной – 30, осенью – 14-16 ккал/см2. На крайнем юге России суммарная солнечная радиация достигает 120 ккал/см2 год, а на севере уменьшается до 60 ккал/см2 год. Это и объясняет умеренность климата Тамбовской области. Расположение вдали от морей приводит к господству на Тамбовщине континентального умеренного воздуха: в июле 21 день, а в январе 20 дней он определяет погоду. В итоге климат нашей области умеренно-континентальный.
Природные условия для жизни населения благоприятные: средняя температура января - 10,5 °C, на юго-западе, -11,5 °C на востоке.
В июле + 19,5 °C на севере, + 20,5 °C на юге.
Область относится к зоне недостаточного увлажнения. Годовая сумма осадков составляет около 500–550 мм на севере и около 425–475 мм на юге области. Сумма осадков за вегетационный период составляет 50–60% годовой.
Тамбовская область располагается рядом, чуть севернее гребня высокого давления между Азорским и Сибирским максимумами (ось Воейкова). Поэтому здесь чаще, чем, например, в Рязани или Владимире, устанавливается антициклональная погода с ясным небом, слабым ветром. Да и ветры над областью, особенно зимой и весной, преобладают с юга и юго-востока. Это же направление имеют суховейные ветры весной и летом, метелевые ветры зимой. Скорость ветра в теплый период в среднем за сутки составляет 3,0–3,5 м/сек и 4,0–5,5 м/сек в холодный период года.
Число часов солнечного сияния в г. Тамбове сопоставимо с курортами Северного Кавказа. К сожалению, это же обстоятельство объясняет частую повторяемость засушливых и суховейных погод. Интенсивные суховеи с ветром более 8 м/с, дефицитом влажности воздуха 30–40 мм бывают в течение 7–15 дней летом в 40–90% лет, особенно на юго-востоке области.
Вероятность интенсивных засух в области составляет 20–40%, а очень интенсивные засухи проявляются через 10–12 лет. Особенно тяжелыми засушливыми годами в ХХ веке были 1921, 1946, 1971 и 1972, 1985 годы, когда фактически погиб весь урожай сельскохозяйственных культур. Засушливый период 2010 года стал причиной сильных лесных пожаров.
В последние десятилетия ХХ века и начале XXI века все чаще наблюдаются значительные отклонения климатических показателей от среднемноголетних. Эти отклонения приобретают устойчивый характер и влияют на другие компоненты природы, меняют общую экологическую обстановку в области.
Зажатая между Среднерусской и Приволжской возвышенностями, Тамбовская равнина имеет вид желоба, по которому на юг легко скатывается холодный арктический воздух. Поэтому заморозки на почве с понижением температуры до -2, -4 °С возможны до середины мая и уже в конце сентября. Также легко проникают в Тамбовскую область и «горячие» сухие ветры с юго-востока, из Нижнего Поволжья.