Расположение Пензенской области между 42° и 47° восточной долготы и 54° и 52° северной широты определяет количество солнечной радиации, поступающей на поверхность земли, и обуславливает в регионе формирование умеренно-континентального климата. Еще одним фактором формирования климата на территории области является характер циркуляционных процессов, от которых зависит перенос тепла и холода в результате движения воздушных масс. Особенности рельефа территории оказывают влияние на распределение тепла и влаги по территории области.
Климат области характеризуется сравнительно теплым летом и умеренно холодной зимой. Основными закономерностями климата Пензенской области являются изменение (повышение) температуры воздуха в теплый период с севера на юг, с запада на восток усиление морозности, с северо-запада на юго-восток уменьшение количества осадков и увеличение засушливости климата. В связи с небольшими размерами территории региона климатические различия несущественны. Среднегодовая температура колеблется от 3,2 °C до 4,6 °C. В течение года она изменяется от +19 °C, +20 °C в июле до -11 °C, -13 °C в январе. Таким образом средняя июльская температура в северной части области составляет +19 °C, в средней части +19,5 °C, в южной +20 °C. Максимальные температуры были зафиксированы в районе села Бессоновка и в районе села Лопатино +38 °C и +40 °C соответственно. Средняя температура воздуха в январе на западе области составляет -11,5 °C, в центральной части региона -12° -12,5 °C, в восточной -13 °C. Самые низкие температуры отмечаются в понижениях рельефа и долинах. Минимальные температуры января были зарегистрированы на крайнем северо-западе в районе поселка Земетчино -44 °C и на крайнем северо-востоке -47 °C.