青藏高原平均海拔4000米以上，耸立于对流层的中部与同高度的自由大气相比较这里气候最温暖，湿度最大，风速最小，但就地面而言，与同纬度的周边地区相比较，这里气候最冷，最干，风速最大，这是巨大高原的动力和热力作用的结果。
高原气候总体特点：辐射强烈，日照多，气温低，积温少，气温随高度和纬度的升高而降低。据推算，海拔高度每上升100米，年均温降低0.57℃，纬度每升高1度，年均温降低0.63℃，日较差大；干湿分明，多夜雨；冬季干冷漫长，大风多；夏季温凉多雨，冰雹多；四季不明。大部分地区的最暖月均温在15℃以下，1月和7月平均气温都比同纬度东部平原低15-20℃。按气候分类，除东南缘河谷地区外，整个西藏全年无夏。年总辐射量值高达5850-7950兆焦耳/平方米，比同纬度东部平原高0.5-1倍。
从地质历史来看，新生代之前，青藏地区为一望无际的海洋，气候属于热带海洋性。进入新生代始新世时，古特提斯海急速退缩，大面积陆地露出水面，青藏地区为有水有陆，尚未全部隆起。进入第三纪上新世，古特提斯海已从青藏地区东西方向撤出，陆地面积的扩张，结束了海浸时代，原始高原面（大约1000米）已全部露出。此时因海拔不高行星风系似以平直西风为主，青藏地区的热带海洋性气候被中纬度副热带干旱气候取代。青藏地区形成一条宽阔的干燥地带。属于热带温暖半干旱气候。随着高原不断隆起，高原面已抬升到海拔2000-3000米时，青藏高原的气候趋于寒冷因多种因素的综合影响，青藏高原气候降低，冰川发育向较低的河谷推进，使高原进入晚更新世的白玉冰期。
当全球进入冰后期，青藏高原海拔4000米，在距今7000-3500年，气温比当今高出3-5℃降水也较当今丰富，吸引着不少食草动物，同时古人类也在这一带进行狩猎生活，阿里和藏北地区发现的上百件石器即可作证。此时青藏高原冰川大量退缩，多年冻土自上而下融化深度达15-20米，高原边缘的多年冻土厚度在15米以内的全部融化。
继气候适宜期之后，高原进入新冰期，气温显著下降。根据拉萨大昭寺的古木，历史文献，档案史料和近代的气候资料，公元初到5世纪西藏地区以寒冷为主。从6世纪到12世纪西藏进入一个相对温暖的时期。12世纪末以后进入小冰期，尤其是17世纪中期为近数百年来最寒冷期。年平均气温要比现今低1℃左右。直到19世纪前期高原以维持偏冷为主，冰川继续向前推进。近百年高原进入升温干旱期，温度明显的上升。
高原气候的主要特征：1、大气干洁，太阳辐射强。2、气温低日较差大，年变化小。青藏高原年平均气温低，构成了气候的主要特征。位于藏北高原的可可西里年平均气温在℃以下，等温线与等高线相重合，自成一闭合的低温中心，为青藏高原温度最低的地区，也是北半球同纬度气温最低的地区。3、降水少，地域差异大。高原年降水量自藏东南4000毫米以上向柴达木盆地冷湖逐渐减少，冷湖降水量仅17.5毫米。以雅鲁藏布江河谷的巴昔卡为例，降水量极为丰沛，平均年降水量达4500毫米，是最少降水量的200倍，是我国最多降水中心之一。4、根据温度和水分指标，结合植被，考虑地热的影响，通过分析，受高层地区划分高层亚寒带，高原温带，藏东南亚热带山地和热带山地，依据水分状况又可分为湿润、干旱、半干旱等13个气候类型。
青藏高原是北半球气候变化的启张器和调节器。这里的气候变化不仅直接驱动我国东部和西南部气候的变化，而且对北半球具有巨大的影响，甚至对全球的气候变化，也具有明显的敏感性超前性和调节性。
