Charakter podnebí na území CHKO Bílé Karpaty určuje poloha v mírně vlhkém podnebním pásu na přechodu mezi přímořským a kontinentálním podnebím s převládajícím západním prouděním vzduchu v teplém pololetí a východním v chladnějším. Klima je zde do značné míry ovlivněno přírodními podmínkami regionu. Jsou to především:

-   nadmořská výška území, která značně ovlivňuje většinu klimatických charakteristik. Nejzřetelnější je její vliv na teplotu vzduchu a množství atmosférických srážek. Teplota vzduchu je totiž výrazně závislá na nadmořské výšce. S ohledem na konkrétní stavy počasí lze počítat s poklesem teploty vzduchu o 0,6-1,0 °C na 100 m výšky, pokud však nedojde ke vzniku inverzních situací.

-   orientace hlavních horských hřbetů ve směru SV-JZ, tj. napříč převládajícímu větrnému proudění

-   velká relativní členitost georeliéfu.

-   charakter ploch (zastoupení lesních a zemědělských ploch s odlišnými klimatotvornými účinky).

Klimatická rajonizace (dle E. Quitta, 1971) vyčleňuje na území chráněné krajinné oblasti všechny tři klimatické oblasti a několik klimatických podoblastí. Převážná část území je začleněna do mírně teplé oblasti s krátkým mírně suchým létem (průměrná teplota v červenci 16–18 °C), mírným jarem a podzimem. Zima je normálně dlouhá, mírně chladná (60-100 dní, průměrná teplota v lednu -2 až -4 °C). Průměrný úhrn ročních srážek je 600-800 mm. Vrcholové partie Bílých Karpat kolem Velké Javořiny, Lopeníku a nejvyšší partie Chmelovské homatiny zařazujeme do chladné klimatické oblasti, charakterizované průměrnou červencovou teplotou vzduchu 15–16 °C, průměrnou lednovou teplotou vzduchu -3 až -4 °C a průměrným ročním srážkovým úhrnem 850-1000 mm.

Západní část Hlucké pahorkatiny a údolí dolního toku Veličky leží v teplé klimatické oblasti. Základním znakem této oblasti je průměrná červencová teplota vzduchu 18-20°C, průměrná teplota v lednu -2 až -3°C, průměrný roční srážkový úhrn 500-700 mm.

Průměrné roční teploty vzduchu se pohybují v nižších částech okolo 9 °C. V podhůří ve výškách 400 m n. m. klesají asi na 7,6 °C a ve výškách 650 m n. m. asi na 6,8 °C. Na vrcholových partiích Bílých Karpat klesá průměrná roční teplota pod 6 °C.

Z hlediska ročního chodu atmosférických srážek se vyskytuje hlavní srážkové maximum v létě, převážně v červenci, a minimum v zimě. Druhotné maximum atmosférických srážek přichází v říjnu. První sněžení bývá pozorováno v průběhu listopadu, poslední pak v nejteplejší části území počátkem dubna a ve vrcholových partiích Bílých Karpat až koncem dubna. Sněhová pokrývka se v průměru vyskytuje v nadmořských výškách nad 500 m od druhé prosincové dekády a trvá do třetí dekády března.