Khí hậu của trung du và miền núi Bắc Bộ mang đặc điểm nhiệt đới ẩm gió mùa, có mùa đông lạnh, lại chịu ảnh hưởng sâu sắc của địa hình vùng núi. Đông Bắc địa hình tuy không cao, nhưng lại là nơi chịu ảnh hưởng mạnh nhất của gió mùa đông bắc, là khu vực có mùa đông lạnh nhất nước ta. Tây Bắc tuy chịu ảnh hưởng của gió mùa đông bắc yếu hơn, nhưng do nền địa hình cao nên mùa đông cũng vẫn lạnh.

Với đặc điểm khí hậu của vùng có những thuận lợi và khó khăn nhất định. Thuận lợi mà khí hậu mang lại cho trung du và miền núi Bắc Bộ là:

+ Điều kiện để đa dạng hóa cơ cấu cây trồng, phát triển cả cây rau ôn đới.

+ Với khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa tạo thế mạnh đặc biệt để phát triển cây công nghiệp có nguồn gốc cận nhiệt và ôn đới. Đây chính là vùng chè lớn nhất cả nước, với các loại chè nổi tiếng ở Phú Thọ, Thái Nguyên, Yên Bái, Hà Giang, Sơn La.

+ Các vùng núi giáp biên giới của Cao Bằng, Lạng Sơn cũng như trên vùng núi cao Hoàng Liên Sơn, điều kiện khí hậu rất thuận lợi cho việc trồng các cây thuốc quý (tam thất, đương quy, đỗ trọng, hồi, thảo quả…), các cây ăn quả như mận, đào, lê.

Tuy nhiên bên cạnh thuận lợi thì khí hậu cũng có những hạn chế khó khăn nhất định. Trung du và miền núi Bắc Bộ là vùng thời tiết hay nhiễu động thất thường, tuyết rơi vào mùa đông, các hiện tượng như rét đậm, rét hại, sương muối và tình trạng thiếu nước về mùa đông … đã gây ảnh hưởng đến nông nghiệp và đời sống của con người.