Neben dem sich auf die gesamte Erde beziehenden globalen Klima lassen sich regionale und lokale Klimate definieren. Zu den regionalen Klimaten zählen beispielsweise die verschiedenen Klimazonen der Erde, innerhalb derer sich Europa in den gemäßigten Breiten befindet. Auch Europa, Mitteleuropa, Deutschland oder der Freistaat Thüringen werden durch ein regional spezifisches Klima geprägt, eine Stadt, ein ländlicher Bereich oder gar ein Kurort besitzen wiederum ein ganz spezielles Lokalklima.

Beim globalen Klima dominieren solche Einflussgrößen wie z. B. die geografische Lage der Land- und Meerverteilung, große Gebirge und Meeresströmungen. Je kleiner jedoch der zu betrachtende Raum wird, um so differenzierter wirken insbesondere kleinräumige Einflüsse wie z. B. die Orographie. So spielt der Thüringer Wald aufgrund seiner Ausmaße für das globale Klima kaum eine Rolle. Hat man aber das Klima Mitteleuropas oder gar das Thüringens im Blick, wird er zu einem der dominierenden Elemente im Klimasystem. In die Betrachtung von klimatischen Fragestellungen in Thüringen müssen Prozesse mit nur geringer räumlicher Ausdehnung berücksichtigt werden.
Zu solchen lokalen und regionalen Einflussgrößen zählen insbesondere die Höhenlage, Hangneigung und -ausrichtung oder die Landnutzung. Hierbei wirken kleinräumige Strömungssysteme wie Kaltluftflüsse oder regionale Windsysteme. Die vorhandenen Mittelgebirge bieten die Voraussetzung für das Entstehen von thermischen Windsystemen sowie damit verbundene Luv- (dem Wind zugewandte Seite des Gebirges) und Lee-Effekte (windabgewandte Seite des Gebirges).
Die Kenntnis solcher detaillierter Informationen und deren Berücksichtigung ist eine notwendige Voraussetzung für die Entwicklung vorausschauender Anpassungsstrategien, um die Folgen eines großräumigen Klimawandels kleinräumig abzumildern.

Prägend für das Klima in Thüringen sind vor allem die Mittelgebirge Thüringer Wald und Schiefergebirge, Rhön und Harz, aber auch die kleineren Höhenzüge, wie der Hainich und im Norden und Nordosten Hainleite, Kyffhäuser, Finne, Schrecke und Schmücke. Alle Erhebungen führen in Luv und Lee zu typischen klimatologischen Erscheinungsbildern bei den meteorologischen Größen Lufttemperatur, Windrichtung und -geschwindigkeit, Niederschlag und Sonnenscheindauer (Globalstrahlung). Die Lage der Gebirge in Thüringen mit dem dominierenden Thüringer Wald von Nordwest nach Südost unterscheidet das Thüringer Klima zum Beispiel sehr von dem Sachsens, das überwiegend vom südwest nach nordost verlaufenden Erzgebirge geprägt wird.

Das Thüringer Becken gehört aufgrund seiner Lage im Lee, also im Regenschatten von Thüringer Wald und Harz, zu den trockensten Gebieten Deutschlands. Zwischen diesem Bereich und den Höhenlagen besteht ein Unterschied von ca. 700 Liter/m² Niederschlag im Jahr.

In Thüringen existiert ein bis in den Raum Halle/Leipzig reichendes Regionalwindsystem, das bei Hochdruckwetterlagen auftritt und dabei durch lokale Kaltluftflüsse beeinflusst wird. Hinzu kommt, dass Thüringen in einem Gebiet liegt, wo sich atlantische, also feuchte und kontinentale, trockene Einflüsse etwa die Waage halten.

Auch das Thüringer Klima ist als Bestandteil des globalen Klimas dem globalen Klimawandel unterworfen. Nachfolgende Tabelle gibt einen groben Überblick über die Klimaentwicklung der letzten 50 Jahre in Thüringen sowie eine modellierte Vorausschau auf die kommenden 50 Jahre.