与林外裸露地区气候相对，具有日照少，气温日、年较差小，湿度大，风速小等明显的特征。由林区地理位置、环境条件、面积大小、地形特点、森林类型、林冠结构等综合影响而形成，属中、小气候范畴。

森林气候的主要特点：①太阳辐射和日照时数比空旷地区少。因为阳光投射到林冠时有一部分被反射，大部分被吸收，仅有一小部分透过林冠到达林内，使林内辐射强度减小，性质改变，且分布极不均匀，随时间和空间的变化性很大，其减弱程度和变化情况主要受森林类型、林冠结构和太阳高度角的影响。②森林内气温变化较林外和缓。白天林内阳光弱，树木蒸腾耗热，气温比林外空旷地区低；夜间林外空旷地区强烈放热冷却，林内树冠阻挡了长波辐射的热散失，使气温降低较慢，故夜间林内暖于林外。林内最高温度低于林外，最低温度高于林外，且最高、最低气温出现的时间也比林外落后。总的说来，森林地区年平均气温略低于空旷地区。③森林内风速小。风吹向森林时，一部分气流进入森林，由于受林木的阻挡，风速减小；另一部分气流上升越过森林。从林缘吹向林中的风，风速在距林缘2～4倍林高之处开始减弱，且随着离林缘距离的增加而迅速减小，其减弱程度受林地面积、林高、林型结构等共同影响。垂直方向上，林中风速随高度的变化不大，林冠表面的风速最大。④森林内的相对湿度和绝对湿度比空旷地区大。这是因为林内风速小，乱流交换弱，树木蒸腾作用和气温偏低所造成。其相对湿度和绝对湿度的最大差值均出现在早晨和傍晚，相对湿度最小差值出现在日出之前，绝对湿度最小差值出现在日出前和正午前后。一年中，林内绝对湿度和相对湿度的日变化夏季大、冬季小，林内外差值夏季最大、冬季最小，相对湿度日较差、年较差小于空旷地。⑤森林内降水强度减小，降水时间增长，地表径流明显小于无林地。由于森林有枝叶茂密的林冠层，能截留降水，使林内降水下落速度减慢，降水强度减小，时间延长。又因林地中乔灌木和草本植物根系发达、森林土壤结构疏松，有枯枝落叶层能形成疏松的海绵状覆盖物，使土壤有良好的透水性和持水能力，明显增加了降水在土壤中的下渗。因此，森林对降水起着吸收器和缓冲器的作用，致使林内所形成的地表径流显著小于无林地，且降水强度愈大，其差异愈显著。⑥森林中还有特殊的水平降水和夜雨现象。由于森林及其附近湿度大，夜间辐射冷却，往往产生如雾、露、霜等水汽凝结物。有时气流携云雾经过林区，其中水滴被树干、枝叶截留，或凝结成雾凇，白天融化后落地流入土壤，这种现象称为森林的水平降水。潮湿地区的夏季午夜以后，林冠由于辐射冷却作用不断加强，森林中的湿空气随气温降低而渐趋饱和，在林木枝叶上凝成水滴，最后从枝叶上落下，形成森林夜雨。清晨日出后，气温回升，凝结作用停止，水滴开始蒸发，夜雨结束。⑦森林中的地温日、年较差较空旷地区小，并随深度的增加而迅速减小。中、高纬度地区，林内地温白天和夏季低于林外，夜间和冬季高于林外，地温日、年振幅较林外小，林内外差值最大值出现在夏季，具有夏凉冬暖的特征；低纬度地区，一年中林内地温均低于林外，日较差和年较差均小于林外，终年具有昼凉夜暖的特征。此外，林内低温极值的出现时间均较空旷地后延，且林内地温变化的深度要小于林外。

关于森林能否增加大气垂直降水的问题，近百年来世界各国许多学者都对这个问题进行了探讨，由于森林与湖泊等下垫面一样，都是由气流的交换作用而对邻近地区气候有影响，因此关于森林对局地垂直降水量的影响，由于问题复杂，尚无定论。