In der Provinz Shaanxi herrscht ein kontinental geprägtes Monsunklima. Infolge ihrer 800 Kilometer langen Nord-Süd-Ausdehnung sind die Temperaturen regional aber sehr unterschiedlich. Nördlich der Großen Mauer ist das Klima halbtrocken bis trocken und die Temperaturen gemäßigt. Im Norden und im Zentrum der Provinz ist das Klima halbtrocken oder halbfeucht. Auch hier herrschen gemäßigte Temperaturen. Die Beckenlandschaft im Süden von Shaanxi ist ein Tropengebiet, das von einem feuchten nordasiatischen Klima bestimmt wird. In den Bergregionen ist das Klima meistens feucht und die Temperaturen gemäßigt.

In Shaanxi nehmen die Temperaturen von Süden nach Norden grundsätzlich ab. Die durchschnittliche Jahrestemperatur liegt bei 7 bis 16 ℃. Im Norden sind es im Durchschnitt 7 bis 11 ℃, in den zentralen Teilen 11 bis 13 ℃. Mit 14 bis 15 ℃ ist es im gebirgigen Süden der Provinz am wärmsten. Im Januar ist es in Shaanxi am kältesten: Im Norden der Provinz herrschen dann -10 bis 4 ℃, in den zentralen Teilen -3 bis 1 ℃, und im Süden 0 bis 3 ℃. Am wärmsten ist es im Juli: 21 bis 25 ℃ im Norden, 23 bis 27 ℃ im Zentrum, und 24 bis 27,5 ℃ im Süden. Im Frühling und im Herbst steigen beziehungsweise fallen die Temperaturen sehr rasch. Im Sommer ist der Temperaturunterschied zwischen dem Süden und dem Norden am kleinsten, im Winter am größten.

Die jährliche Niederschlagsmenge nimmt von Süden nach Norden kontinuierlich ab. Im Norden von Shaanxi fallen durchschnittlich 400 bis 600 Millimeter Regen, im zentralen Teil 500 bis 700 Millimeter und im gebirgigen Süden 700 bis 900 Millimeter. In allen Regionen hängt die Niederschlagsmenge stark von der Jahreszeit ab. Am häufigsten regnet es im Sommer. 39 bis 64 Prozent aller Niederschläge fallen im Sommer – besonders im Norden der Provinz. Im Herbst fallen 20 bis 34 Prozent aller Niederschläge. Im Frühling sind es noch 13 bis 24 Prozent und im Winter nur noch eins bis vier Prozent.