El clima de Catamarca depende de las tres regiones geográficas :
Región andina
El clima es riguroso de alta montaña, con bajas temperaturas por la altitud y pocas precipitaciones, ocupa la mayor parte de la provincia. Allí se presentan escasas lluvias, aire seco y fuertes vientos del noreste, este y sudeste en primavera y verano. La provincia se encuentra en la región semiárida del país. El Clima es templado continental con una precipitación media anual entre los 500 y 700 mm en el este (en algunos sectores las precipitaciones superan los 1000 mm), pero con marcada disminución hacia el Oeste (Puna Cordillerana con menos de 150 mm), compensada parcialmente por nieve. Las temperaturas medias anuales son de 20ºc en el Este y Centro, registrándose marcas de hasta 45 ºC en el verano. En cambio, en las regiones montañosas ubicadas al oeste, por efecto de la altura, el invierno es muy frío, sin llegar a descender más allá de los -30º c). En general el clima es benigno para la mayoría de las actividades propias de climas templados.
Región puneña
El suelo es salino, debido a la intensa evaporación de agua, que deja las sales en la superficie. La evaporación está causada por las elevadas temperaturas y la gran radiación solar durante el día. El clima es árido puneño; la temperatura media anual ronda los 10º C y hay una gran amplitud térmica diaria: en el mes de enero, por ejemplo, se registran marcas de 30º C durante el día y 0º C por la noche. El aire es seco, hay poca humedad relativa y son ftecuentes las heladas .
Fuertes vientos, como el viento "blanco", producen violentas tormentas que arrastran arena y polvo. Las precipitaciones no superan los 300 milímetros y disminuyen de este a oeste.
Las mesetas presentan bajas temperaturas, lluvias escasas debido que se encuentra al oeste, este y sur del departamento de Antofagasta de la Sierra los cordones montañosos no permiten el paso de los vientos húmedos provenientes del Pacífico.
Región de las sierras subandinas
De todo el territorio provincial, el este catamarqueño, ubicado en la zona de transición del clima subtropical serrano al árido de sierras planicies, se ve favorecido por mayores precipitaciones, que permiten el desarrollo de campos de pastoreo y de una superficie forestal importante . se localiza al noreste de la provincia con abundantes lluvias y altas temperaturas, veranos cálidos e inviernos suaves con abundante humedad. En las sierras de Aconquija nevadas permanentes. Los vientos del noroeste, este y sudeste con menos frecuencia.
Valles Calchaquíes
Los Valles Calchaquíes de Catamarca tienen pueblos conectados con la RN40 en su recorrido hay riqueza natural y cultural que disponen alojamientos, y una variada oferta gastronómica.
La precipitaciones no llegan a 400 mm anuales por lo que condiciona un clima seco, semiárido muy agradable todo el año. ... El clima es cálido y seco, en donde domina la presencia del sol y un cielo limpio.
Volcán Antofalla
El volcán Antofalla es un volcán activo situado en el Departamento Antofagasta de la Sierra, con una altura de 6.437 metros, es el tercero más alto entre los volcanes activos del planeta, y el decimosegundo más alto entre los volcanes no extintos. Es un potente macizo que posee tres cumbres alineadas de oeste a este en una distancia de aproximadamente tres km. La cumbre occidental, más elevada y expuesta a los vientos húmedos provenientes del Océano Pacífico, está cubierta de una capa de nieve permanente. Es el Nevado de Antofalla, con una altura de 6.437 metros. La cumbre del medio tiene 6.329 metros y la del este, 6.375. El volcán domina el largo Salar de Antofalla que se extiende por 163 km en una estrecha cubeta a lo largo, desde el sur-sudoeste hasta el nornoreste. Las aguas de escorrentía del Antofalla han formado un cono de deyección con forma de abanico casi perfecto, al borde de este salar.