Hướng vòng cung của các cánh cung vùng Đông Bắc tạo điều kiện cho gió mùa Đông Bắc xâm nhập sâu vào lãnh thổ nước ta và làm cho Đông Bắc có mùa đông đến sớm và kết thúc muộn, nhiều tháng nhiệt độ xuống thấp.

Khí hậu có sự phân hóa theo dộ cao địa hình (trung bình cứ lên cao 100 m, nhiệt độ giảm 0,6°C). Do địa hình núi thấp chiếm phần lớn diện tích của vùng nên chỉ hình thành các vành đai nhiệt đới gió mùa và cận nhiệt đới trên núi.