Szerokość geograficzna
Decyduje o strefowości klimatycznej. Od szerokości bowiem zależy wysokość Słońca nad horyzontem, która wpływa na rozkład temperatury powietrza na kuli ziemskiej oraz na długość trwania dnia i nocy.

Ukształtowanie terenu (rzeźba terenu) oraz wysokość nad poziomem morza
Wraz ze wzrostem wysokości spada temperatura powietrza i ciśnienie atmosferyczne, zmniejsza się zawartość pary wodnej w atmosferze, natomiast zwiększa się prędkość wiatru. Klimat górski cechuje znaczna ilość opadów rocznych (zwłaszcza po stronie dowietrznej), wzrost częstotliwości opadów śnieżnych i stosunkowo długi okres zalegania pokrywy śnieżnej. Tu kształtują się procesy związane z efektem fenowym. W dolinach i kotlinach śródgórskich często obserwuje się inwersję termiczną. Łańcuchy górskie, w zależności od swej rozległości, przebiegu oraz wysokości względnych, mogą ułatwiać bądź utrudniać przemieszczanie się mas powietrza. Obserwuje się w nich nierównomierne nagrzewanie się stoków oraz zboczy w dolinach i kotlinach śródgórskich w zależności od ekspozycji względem stron świata.

Rozkład lądów i mórz
Ma wpływ na występowanie kontynentalnych i morskich cech klimatu. Kontynentalne masy powietrza zalegające lub przemieszczające się nad rozległymi obszarami lądowymi są bardziej suche niż morskie masy powietrza nad dużymi obszarami oceanów.

Pokrycie terenu
Szata roślinna, jeziora i bagna, pokrywa śnieżna i lodowa czy infrastruktura miejska kształtują specyficzny klimat lokalny. Na przykład na pustyniach obserwuje się duże dobowe wahania temperatury powietrza. Grunt pozbawiony szaty roślinnej w ciągu dnia szybko się ogrzewa, zaś w nocy szybko ochładza, zwłaszcza przy bezchmurnym niebie. Z kolei na terenie kompleksów leśnych występują małe wahania temperatury, zatrzymywane są duże ilości wilgoci, a ruch powietrza słabnie. Sąsiedztwo jezior powoduje zmniejszenie kontrastów termicznych w skali doby i roku. Jeziora i bagna zwiększają wilgotność powietrza. Pokrywa śnieżna chroni grunt przed utratą ciepła oraz zmniejsza dobowe i roczne amplitudy temperatury podłoża. Jednocześnie jej wysokie albedo (ok. 90%) oraz intensywne promieniowanie powietrza nocą obniżają temperaturę przygruntowej warstwy powietrza.

Prądy morskie
Zimne prądy morskie zmniejszają ilość opadów, ochładzają wybrzeża oraz sprzyjają powstawaniu mgieł. Prądy ciepłe są przyczyną wysokich opadów i często podwyższonej temperatury powietrza w stosunku do pozostałych części lądu. Ciepły Prąd Zatokowy powoduje ocieplenie Europy Zachodniej i zwiększone opady atmosferyczne. Natomiast zimny Prąd Peruwiański przyczynia się do ochładzania i wysuszania wybrzeży w Chile i Peru.

Działalność człowieka (antropogeniczne czynniki klimatu)
Gospodarcza działalność człowieka i rozwój motoryzacji powodują emisję zanieczyszczeń do atmosfery oraz zmianę jej składu chemicznego. Poprzez tworzenie rozległych obszarów miejskich zmieniane są sposoby zagospodarowania i użytkowania terenu, a tym samym - cechy podłoża. W miastach tworzą się specyficzne klimaty miejskie.

Obieg ciepła
Jedynym źródłem docierającej do powierzchni Ziemi energii cieplnej jest promieniowanie słoneczne. Ilość tego promieniowania w poszczególnych częściach kuli ziemskiej zależy od usłonecznienia, czyli czasu bezpośredniej operacji Słońca, a także od szerokości geograficznej. Zmienia się wówczas oświetlenie Ziemi, różna jest wysokość Słońca nad horyzontem w poszczególnych porach roku, a w związku z tym - także długość dnia i nocy. Jednocześnie pewna część promieniowania zostaje odbita przez powierzchnię Ziemi. Miarą pozwalającą określić stosunek ilości promieniowania odbitego od powierzchni Ziemi do ilości promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni jest tzw. albedo. Pochłanianie promieni słonecznych przez Ziemię prowadzi do jej nagrzewania się, a później - do wypromieniowania ciepła przez Ziemię. Skutkiem tego zjawiska jest wymiana ciepła w atmosferze, która zachodzi poprzez turbulencję, przemiany fazowe wody oraz konwekcję. W ten sposób dochodzi do obiegu ciepła - czyli do dostarczania go poprzez promieniowanie słoneczne i oddawania przez wypromieniowanie, turbulencję oraz zmiany fazowe wody.

Cyrkulacja powietrza
Krążenie powietrza atmosferycznego na kuli ziemskiej odbywa się zarówno w kierunku poziomym, jak i pionowym. Z cyrkulacją powietrza związany jest też przebieg wiatrów stałych (pasatów, wiatrów wschodnich i zachodnich), prądów powietrza (antypasatów) oraz wiatrów lokalnych (fenów, monsunów, bryz, cyklonów).

Obieg wilgoci
Jest to zamknięty cykl procesów parowania, transpiracji, tworzenia się chmur, powstawania opadów atmosferycznych, spływu powierzchniowego, a także wsiąkania wody w podłoże.