泰山区属暖温带半湿润大陆性季风气候，春季干燥多风，夏季高温多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷少雪。
气温 年平均气温13.2℃，年平均最高气温19.2℃，年平均最低气温7.9℃。
平均气温的年际变化最大为1.6℃，最高年为14.1℃（1998年），最低年为12.5℃（1985年）。
春季平均气温13.4℃，年变化较大，最高年为14.4℃（2000年），最低年为12.1℃（1991年），相差2.3℃。夏季平均气温25.7℃，最高年为26.7℃（1997年），最低年为24.4℃（1993年），相差2.3℃。秋季平均气温13.7℃，最高年为15.9℃（1998年），最低年为11.7℃（1988年）。冬季平均气温-0.1℃，冬季极端最低气温-18.7℃，出现在1990年2月1日。历史极端最低气温-22.4℃（1957年1月7日）夏季极端最高气温38.6℃，分别出现在1992年7月2日和1997年6月22日。历史极端最高气温40.7℃（1952年6月6日）。气温的日差变化，在晴朗干燥的春秋季最大，24小时最高与最低气温日温差可达15～18℃。日平均气温稳定通过0℃的平均初日为2月24日，平均终日为12月6日；日平均气温稳定通过10℃的平均初日为4月7日，平均终日为10月20日；平均初霜日10月16日，终霜日4月11日，霜期178天。初霜最早见于9月29日，终霜最早见于3月13日，最晚见于4月16日。最长霜期204天，最短151天。
降水 境内累计年平均年降水量为683.2毫米，年际变化较大，最多年为1296毫米（1990年），最少年为341毫米（1989年），相差3.8倍。四季降水变化：夏季最多，平均为468毫米，约占年降水量的68%，冬季最少平均为26毫米，约占年降水量的4%，春季平均为96毫米，约占年降水量的14%，秋季平均为103毫米，约占年降水量的15%。
降水量月际变率大，最大月为1月份，最多为29.5毫米（1990年），最少为0.01毫米（1986年、1994年、1995年、1999年），7月份降水量最多，平均降水量为219.3毫米，最多年达506.2毫米（1990年），最少年为84.3毫米（1999年），相差6倍。年平均降雨日数为65.3天，7月份最多，平均日数11.9天，最多年达18天（1996年），最少年为7天（1997年）。
日照 1985～2000年，年平均日照2581.9小时，月平均日照215.2小时，5月份最多为273.7小时，平均每天8.8小时，6月份次之，平均每天8.7小时，1997年日照百分率高达63%，1996年最低为52%。
风 受泰山、徂徕山影响，主导风向为东北、西南风。1月东北风出现频率为14%，西南风为9%，东南、西北风各为1%。2～3月东北风频率达15%以上，11月份达17%，3月份开始西南风增多，频率达10%以上，5月份达14%，8月份平均8%以下。一日当中，下午西南风频率大于东北风，夜间至上午，东北风频率大于西南风，年平均风速为2.4米/秒。日最大风速3.1米/秒，出现在3、4月份，最小风速1.7米/秒，出现在8月份。
湿度和蒸发 境内年平均相对湿度为67%，7～8月相对湿度最大，为80%～82%，2月相对湿度最小为55%。1990年相对湿度最大，平均达71%，1988年相对湿度最小，平均为63%。
年平均蒸发量为1799.5毫米，6月份蒸发量最大平均为296.4毫米，12月份最小，平均为48.3毫米。
地温与冻土 地温 历年平均地面温度15.2℃，7月平均地温最高为29.4℃，1月平均最低为-1.8℃，1987年平均最高为17.5℃，1985年平均最低为14.2℃。地面极端最高气温66℃，极端最低为-25.1℃。
冻土 最大冻土深度为46厘米，平均冻土期从11月21日至次年3月13日。
气候评价 1985年 低温、多雨、寡照，汛期开始较晚，无大范围灾害，基本属于风调雨顺年。
1986年 气候失调，初冬严寒三秋暖，初夏炎热，中伏凉，春旱较重秋又旱。
1987年 冷暖失常，秋热多雨，出现了隆冬如阳春的偏高气温，深秋寒似隆冬、冻害严重的异常气象。
1988年 春夏连旱，雨季无汛，秋季又少雨，为历年少有。
1989年 降水特少，不及常年一半，是继1988年干旱年的最少年，为1949年以来的极少值，且兼有风飑灾害。
1990年 降水特多，雨季降水量创建国来极值，年降水量仅次于1964年，温度适宜，属平年。
1991年 气候、降水、光照适宜，无重大自然灾害。
1992年 气温持续偏高，降水量偏少，尤其5月下旬至7月上旬干旱严重，致使农业减产明显。
1993年 降水多于常年，气温略偏高，尤其2月偏高明显（2.9℃），无重大自然灾害，丰收年景。
1994年 气温持续偏高，降水偏多3成，日照偏少，基本属风调雨顺年。
1995年 气温持续偏高，暖冬现象明显，降水量多于常年，尤其10月份明显偏多，出现秋季连阴雨。
1996年 降水多于常年，但冬春干旱严重，秋季降水偏少，汛期降水集中，隆冬气温偏高，冬末初春及夏秋气温偏低，无大范围灾害，属正常年景。
1997年 降水少于常年，春季降水略多，夏秋季降水偏少属干旱年。年平均气温偏高，春、夏、冬三季偏高，秋季低于常年，日照时数多于常年。
1998年 降水接近常年，但秋季降水特少，为极少年，全年气温偏高，尤其是秋季较常年偏高2.2℃，日照少于常年。
1999年 降水少于常年，夏季干旱严重不及常年一半，但秋季特多，是常年2.2倍，创特多年极值，气温平均偏高，春季、秋季气温偏高，夏季接近常年，日照少于常年。
2000年 降水接近常年，雨量分布不均匀，春夏季偏少，秋季略多。全年气温平均偏高，秋季气温正常，春、夏、冬平均气温偏高，日照少于常年。
物候 植物候 1月，腊梅开花。
2月，柳树、杨树、柏类萌动开花。
3月，草发芽，麦拔节，榆钱成，迎春、山桃、白玉兰、连翘、榆叶梅、映山红萌动。
4月，柳树、苹果、加拿大杨、杏、桃、梨、海棠、樱桃、丁香、木瓜、泡桐、刺槐、芍药开花。枣树发芽，杨柳飘絮，地瓜插秧。
5月，金银花、月季、蔷薇、山楂、牡丹等开花，桑椹熟，小麦开花孕穗，山上连翘，柳树、刺槐开花。
6月，石榴、合欢、葡萄、枣树、黄花菜开花，杏成熟，山上山葡萄、海棠开花，小麦成熟。
7月，国槐、凌霄、迎夏、百日红、荷等开花，芦苇扬花。
8月，木槿开花，核桃熟，山上胡枝子开花，高粱、玉米、谷子熟，地瓜茎块膨大。
9月，石榴、枣、苹果、梨成熟，桂花开、棉吐絮。
10月，菊花开，板栗、山楂、柿子熟，枫树、柿树、黄连木叶红。
11月，阔叶树落叶，草枯。
12月，植物休眠。
动物候 1月，冬候鸟、野鸭觅食。
2月，留鸟、石鸡、乌鸦、戴胜等开始大量出巢觅食。
3月，蛙初鸣，蛇蛰出，豆雁鸣。
4月，家燕南来，大雁北归，云雀、灰山椒出现。
5月，杜鹃（布谷）鸣叫，白鹭、楼燕、三宝鸟出现。
6月，蝉初鸣。
7月，夏候鸟环颈燕鸻出现。
8月，夏候鸟伯劳、黄鹂、杜鹃南迁，蟋蟀初鸣。
9月，夏候鸟金腰燕、红尾鸽南迁，蝉鸣绝。
10月，大雁北来，家燕南迁。
11月，蛇蛙冬眠，朱雀出现，豆雁南迁。
12月，冬候鸟野鸭出现。