Debido a su gran extensión, la Región presenta importantes variaciones climáticas, influenciadas principalmente por el relieve, el mar y los vientos.

En la vertiente oriental de la Cordillera Patagónica se da un clima de estepa fría que predomina en el sector continental central. En este lugar se han desarrollado lo mayor parte de los asentamientos poblacionales, entre ellos Punta Arenas, donde se registra una precipitación media de 425 mm. anuales, que se presenta preferentemente en primavera-verano y en invierno en forma de nieve. Esta zona es un área de constante viento, el que se hace más intenso durante la primavera-verano, época que alcanza una velocidad promedio de 30 a 40 kms./ hora, disminuyendo casi totalmente en invierno.

Las temperaturas medias por estación en la ciudad de Punta Arenas, situada en el centro geográfico de la sección continental son:

En el área turística correspondiente al Parque Nacional de Torres del Paine se da un clima más benigno, existe además una zona de microclima en el sector de Laguna Azul, donde las temperaturas aumentan considerablemente en época de verano (25 ºC a 30 ºC). En las alturas cordilleras se presenta un clima de hielos, en tanto en el sector de la costa del Pacífico y canales se da un clima templado frío de gran humedad.

Una particularidad del clima austral es la cantidad de horas de luz solar, las cuales son reducidas en invierno y prolongadas en verano, alcanzando durante el mes de diciembre aproximadamente a 18 horas.