Según la clasificación de Köppen (modificada), en la mayor parte de Cuba el clima predominante es del tipo cálido tropical, con estación lluviosa en el verano. En general es bastante aceptado expresar que el clima de Cuba es tropical, estacionalmente húmedo, con influencia marítima y rasgos de semicontinentalidad. Sin embargo, en el país se reporta también la presencia de otros tipos climáticos. Por ejemplo, en las zonas más altas de los principales sistemas montañosos existe el clima de tipo tropical húmedo de selva, lluvioso durante todo el año; o el observado en la franja costera sur de las provincias de Santiago de Cuba y Guantánamo, el cual clasifica como tropical relativamente seco con pocas lluvias.

Como factores determinantes en la formación del clima de Cuba se identifican la cantidad de radiación solar que se recibe, las particularidades de la circulación atmosférica sobre el país, y la diferente influencia de las características físico-geográficas propias del territorio nacional.

Por su posición geográfica, Cuba se encuentra situada en una latitud muy próxima al Trópico de Cáncer, lo que condiciona la recepción de altos valores de radiación solar durante todo el año, determinando el carácter cálido de su clima. Además, se halla en la frontera entre las zonas de circulación tropical y extra-tropical, recibiendo la influencia de ambas con carácter estacional. En la temporada que va aproximadamente de noviembre a abril, las variaciones del tiempo y el clima se hacen más notables, con cambios bruscos en el tiempo diario, asociados al paso de sistemas frontales, a la influencia anticiclónica de origen continental y de centros de bajas presiones extra-tropicales. De mayo a octubre, por el contrario, se presentan pocas variaciones en el tiempo, con la influencia más o menos marcada del Anticiclón del Atlántico Norte. Los cambios más importantes se vinculan con la presencia de disturbios en la circulación tropical (ondas del este y ciclones tropicales.)

En Cuba, las temperaturas son generalmente altas. Los valores medios anuales van desde los 24ºC en las llanuras hasta 26ºC y más en las costas orientales, reportándose magnitudes inferiores a los 20ºC en las partes más altas de la Sierra Maestra. La temporada de noviembre a abril es menos calurosa y se conoce como «invierno», mientras que los meses de mayo a octubre, más calurosos, reciben el nombre de «verano». Las temperaturas máximas y mínimas absolutas registradas son de 38.6ºC (Guantánamo, 7 de agosto de 1969) y 0.6ºC (Bainoa, 18 de febrero de 1996), respectivamente. Como es típico en los climas tropicales, la variación diaria de la temperatura es mayor que la anual.

La humedad relativa media es alta, con promedios cercanos al 80%. Los máximos diarios, generalmente, superiores al 90%, ocurren a la salida del sol, mientras que los mínimos descienden, al mediodía, hasta 50-60% en el interior del territorio. Las zonas más húmedas son las regiones occidental y central, junto con los principales núcleos montañosos.

En Cuba imperan los vientos de componente este. De noviembre a abril predominan rumbos del primer cuadrante, debido a la influencia de los sistemas meteorológicos de la temporada invernal; mientras que en el verano los vientos giran más al sudeste, sobre todo con el retraimiento de la cuña anticiclónica. Las velocidades máximas del viento ocurren al paso de los frentes fríos, ciclones extra-tropicales, tormentas locales, huracanes, entre otros fenómenos. De interés resultan también los sistemas de vientos locales, con la presencia de un cinturón central convectivo y la influencia costera de las brisas de mar y tierra, que se refuerzan o debilitan en dependencia del flujo predominante del viento. La orografía es el factor de transformación fundamental del régimen normal del viento local. La influencia anticiclónica es mayoritaria durante todo el año, con valores más elevados y mayores gradientes de presión en los meses de invierno.

El elemento que más varía en el clima de Cuba son las precipitaciones. En la mayor parte del territorio, se reconocen dos temporadas fundamentales: lluviosa (de mayo a octubre) y poco lluviosa (de noviembre a abril). En la primera cae aproximadamente el 80% del total de lluvia anual. En el nordeste de la región oriental y en las zonas montañosas, estos por cientos cambian, debido a que durante los meses de noviembre a abril es cuando se producen los mayores totales de lluvia. Es precisamente en esa zona del país donde se localizan las áreas con mayor pluviosidad, con valores por encima de los 3 000 mm al año.

En cambio, en el litoral sur de las provincias de Guantánamo y Santiago de Cuba, a sotavento de la Sierra Maestra y del Grupo Sagua-Baracoa, se reportan 600 mm y menos, con condiciones de aridez. Los mayores volúmenes de lluvia están asociados a algunos de los fenómenos meteorológicos más importantes (ciclones tropicales, frentes fríos, ondas tropicales, etc.) o tienen su origen en el calentamiento diurno, ocurriendo casi siempre en horas de la tarde en forma de episodios de corta duración. En presencia de sistemas meteorológicos de gran escala pueden producirse períodos de grandes lluvias, sobre todo en los meses de mayo-junio y septiembre-octubre.

Cuba posee valores altos de evaporación, que llegan hasta los 2300 mm en el Valle del Cauto y en la costa sur de Guantánamo. Las magnitudes más bajas se registran en las zonas montañosas (1100 mm anuales). En general, se incrementa de occidente a oriente, y en su distribución espacio-temporal influyen la latitud y estructura del relieve, la distancia a la costa, el grado de exposición al viento, entre otros.