地球的表面若是均匀一致的，则气候具有带状分布的特点。实际上地球的表面错综复杂，海洋、陆地和各种各样的地理地形，这种不同性质的下垫面与太阳辐射、大气环流之间相互作用，便产生了极其复杂的气候情况。所以，地理条件是复杂气候形成的主要原因。
地理条件对气候形成的影响表现在纬度、海陆分布、地形和洋流上。纬度是影响气候的原因，太阳辐射的分布完全取决于纬度，而大气中的热能又是来自太阳辐射，故温度随纬度具有带状分布的特点。一般是纬度越低，气温越高；纬度高，气温低。是造成世界各地气温不同的主要原因。
海陆分布改动了气温文降水分布。由于陆地没有海水的热容量大，所以陆地的升温文降温都比海洋快，这就造成了陆地温度改动急骤，海洋温度改动缓慢。在海洋或近海的当地，气候特点是冬暖夏凉，气温的日改动和年改动较小，降水分配也比较均匀；而内陆地区温度变化悬殊，冬天冷，夏天热，干湿季也比较清楚。
地形对气候影响表现在海拔坡向和高度。一般说来，海拔升高而奇闻降低，每升高100米，气温下降0.6℃，因此山顶的气温比山脚低。降水在一定高度的范围以下，是随高度的升高而增加的，但到达一定高度以上，却又随海拔高度的增加而减少。山地降水还因坡向而不同。在山脉的迎风坡，气流被迫抬升产生强烈的上升运动造成大量降水，成为“雨坡”；在山脉的背风坡，由于气流下沉增温作用，具有焚风效应，故干燥少雨，成为“干坡”。因此，高山地区气温和降水在垂直方向上的分布类似于在水平方向上随纬度呈现出带状分布，热带地区的高山带到寒带的垂直气候带。海洋中海水有规律的运动，称为洋流。洋流对其流经的大陆沿岸的气候有一定的影响，因为海水的传热能力比大气高许多倍，所以洋流调节了纬度间的温差，在低纬与高纬间的热量传输方面起了重要作用。从高到低纬度的洋流，水温低于周围海面，对所流经的沿海海面有降温降湿的作用。其次，由于海洋东西两岸冷暖洋流水温的差异，在盛行气流的作用下，使同纬度大陆东西两岸气温产生显著区别，破坏了气温随纬度增加而降低的分布规律。此外，暖流沿岸多降水，冷流沿岸多雾
纬度的差异是造成气温高低的根本原因，也是气候形成的根本原因。比如南北回归线之间，一年有两次太阳直射，接受的太阳辐射多，气温较高，是热带；两极接受的太阳辐射少，气温低，非常寒冷，是寒带；介于两者之间的中纬度地带，接受的太阳辐射介于二者直接，气温也介于二者之间，属于温带。
气温随海拔高度的升高而降低，冰雪覆盖的山峰也清晰地显示出高处的寒冷。白天大气变暖，气温上升，并不是因为空气直接吸收了太阳光短波辐射热量的结果。空气分子是几乎不吸收波长比较短的太阳光线的热量的，而是由地面吸收了太阳短波辐射热量，升高地面温度后，再通过对流辐射等方式，由地面再增热大气。夜间气温降低，也不是空气直接向宇宙太空辐射热量的结果，而是由于地面向宇宙空间放射散失长波辐射的热量而冷却，大气与冷却的地上接触，将自身热量渐渐传给地上而逐步降低气温。此外，还有坡向的影响。在北半球，时节、同、日子里山南山北气候不一般，山南暖，而山北冷。常常悔恨春天归去再无处寻觅，竟然不知道平地的春色移到了高山之上。白居易没有继续攀登，如果继续往上攀登，还会看到山顶的冬天。也许山顶一年只有冬天，即使平地进入盛夏季节，山顶也许仍是寒风刺骨，白雪皑皑，青藏高原等雪线以上区域正是这种情况。高原上大气薄、密度小，海拔1500米高山上的大气减薄了15%，海拔3000~3100米高山上减薄了30%，海拔5500米高山上减薄了50%。大气的变薄，对于太阳光线来说，到达地面的路途上损耗固然要减少一些，但是减少得很有限。可是因为大气变薄，大气中的水汽和云也少了，地面向宇宙空间以长波辐射而散失的热量却大大增加。所以随着海拔高度的增加，气温是逐渐降低的。如果山再高些，夏季就不是凉爽，而是寒冷了。
珠穆朗玛峰北麓拔海4300米处有个定日气象站，记录最冷的1月平均气温-11.3℃，比沈阳还稍稍暖和些，极端最低气温-46.4℃，也比北极村漠河稍高些。再高就没有气象站了，但定日气象站有无线电探空观测，用内插的方法可以大致算得珠穆朗玛峰以1月最冷，月平均气温大约是-36.0℃，比北极村漠河还冷，相当于东西伯利亚南部温度；以7月最暖，月平均气温-19.0℃左右，和隆冬1月的哈尔滨近地面气温相近。珠穆朗玛峰被誉为世界3极，珠穆朗玛的温度低于北极而仅次于南极，真的是高处不胜寒。
这种情况在山区里经常出现。因为气流在上升过程中体积不断膨胀，内能减少，气温就不断降低。当气流中气温降低到它所能包含水汽的能力低于水汽实际含量时，多余的水汽就会在气流中无数微小的凝结核上迅速凝结，形成云滴从而产生云。当云滴经过云物理过程形成雨滴，雨滴增大到上升气流托不住它的时候，就开始下雨了。往往山下或山腰降小雨或中雨，而山上则降中雨或大雨。因此降雨强度和降雨持续时间均随拔海高度增加而增大，这是山区气候的一个普遍规律。
当空气层结是对流不稳定或条件不稳定时，风经过山地受到阻碍，引起气流的抬升运动，抬升空气达到凝结高度后，在不稳定层结条件下，上升运动可继续发展，空气中水汽凝聚而成云致雨。当低压或锋面气候系统移到山地迎风坡时，因地形的阻挠，低压或锋面气候系统移动滞缓，因而导致气旋雨或锋面雨，降雨时刻延长，降雨强度增大。当气流进入谷地时，由于峡谷喇叭口效应，引起气流辐合上升，如果空气潮湿，层结条件又适宜时，就会产生降水。
在大陆性气候区，夏季由于山坡南北增温情况不同，或由于谷底与山坡增温比谷上空气增温快，会产生局部热力对流，形成对流雨或雷暴雨。气流经过崎岖不平的地形区域，因摩擦力的影响产生湍流上升运动，在其他条件适宜时，往往形成低层云或层积云，产生小量降水，如毛毛雨、小雨等。由于中纬度地区高空处在西南引导气流里，云多是自西而来，所以高耸的山脉东麓年雨量总是偏少，年平均温度总是偏高。
中国西北干旱地区的山麓平地，一般都是荒漠或半荒漠景观。但是随着海拔高度的增加，降水逐渐增加，而地面蒸发和植物叶面蒸腾总和的蒸散量则因为气温降低、湿度增大而逐渐减小，因此气侯逐渐湿润，植被景观也不断发生变化。
天山北坡山麓的通古特荒漠年雨量大约只有150毫米，海拔654米的乌鲁木齐市年雨量为247毫米，只能生长草类。当然也有草原土质的原因，乌鲁木齐市区马路两旁笔直的参天白杨，就是依靠人工定期灌溉生长的。再向海拔高处，树木开始出现了，以后越来越多，大约在1800米高度上已是成片森林，到了2200米高度以上，夏季月平均温度低于10℃，因温度过低森林带重又过渡到草原带。祁连山北坡、阿尔泰山西南坡、贺兰山两坡均有这种情况，只不过树种和林带高度、宽度有所不同。如果山顶高度低于森林线下界高度，或者因气候干旱，森林可能出现的高度上最热月气温低于10℃，那么森林带就不会出现。因而干旱地区的低山上没有森林，而天山南坡、昆仑山北坡等也没有森林。
