泰安市属于温带大陆性半湿润季风气候区，四季分明，寒暑适宜，光温同步，雨热同季。春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季晴和气爽，冬季寒冷少雪。 全市多年平均太阳辐射总量为121.58千卡/ 平方厘米，年际变化在112-131千卡 /平方厘米之间。年内以5月份最多，12月份最少。按80%保证率计算，全年辐射总量为117.9%千卡/平方厘米。在3-11月份作物生产发育期间，可有102亿千卡/公顷的能量供利用。
全年平均日照数2627.1小时，年际变化在 2342.3-3413.5小时之间。日照百分率58%左右。年内以小麦灌浆的5、6月份最多，月均268小时左右， 对小麦生长很有利。
全市年平均气低温为12.9℃。年内7月份最高，平均26.4℃,1月份最低，平均为-2.6℃。极端最高气温41℃，极端最低气温-27.5℃。在地域分布上，南部、西部较高，东部、北部偏低。全年平均≥0℃的积温4731℃，≤10℃的积温4213℃，无霜期平均195天，最长可达241天，最短为161天。气温适宜，满足了农作物一年两熟或通过间作套种一年三熟的需要。
全市多年平均降水量为697毫米。因受季风气候影响，年际降水变幅较大，年最大降水量1498毫米，年最小降水量199毫米，相差7.5倍。因受地貌影响，东部降水多于西部，山区降水多于平原，东部山区年平均降水量700-750毫米，西部平原则为600-650毫米，总趋势是自东北向西南逐渐减少。年内降水分布很不匀衡，夏季降水最多，占年降水量的65.2%，冬季最少，仅占3.6%；一年之中7月份最多，占年降水的32.1%，雨热同季，对农作物和林果生长发育十分有利，1月份最少，仅占0.96%。
受地形、地貌影响，垂直的变化，地域的差异，形成了一些局部小气候区。泰山山顶年平均气温仅有5.2℃，而年降水量达1163.8毫米；徂徕山前、柴汶河畔的高温小区，年均气温14℃以上，比全市平均高出三、四百度，达到了亚热带标准。这些不同类型的小气候区，孕育产生了许多名优特产。
节能降耗成效明显。2012年上半年，全市万元GDP能耗同比下降4.2%，万元GDP电耗下降9.0%。全年全市规模以上工业能耗同比增长4.6%，煤炭、炼焦、化工、非金属、有色金属等五个高耗能行业增加值增长6.0%，低于规模以上工业增速6.7个百分点，规模以上工业能源加工转换效率达到87.4%，提高4.8个百分点。在重点耗能工业企业调查的31种单位产品能耗指标中，有19种下降，下降面达61.3%。
建筑领域节能扎实推进。继续实施建筑节能闭合式管理，新型墙材在城镇规划“禁实”(禁止使用实心粘土砖)区建筑工程中的应用比例达到100%，新开工项目节能标准执行率达100%；全年应用新型墙材12亿标块，节地1900亩，节标煤6.3万吨。在新型农村社区大力普及太阳能热水器、太阳能路灯和天然气，促进农村节能稳步发展。
土地节约集约利用卓有成效。2012年，全市上报国务院、省政府审批建设用地2.3万亩，其中新增建设用地2.2万亩，使用存量土地0.1万亩，保证了全市建设用地需要。整理复垦土地面积2.5万亩，新增耕地面积1.2万亩，农业用地得到有效的保护和利用。
环境质量不断改善。2012年，城市空气质量等级为优良的天数254天；大汶河王台桥断面和东平湖湖心高锰酸盐指数和氨氮年均浓度符合《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准，光府河侯店断面符合《地表水环境质量标准》Ⅳ类标准。2012年，化学需氧量、氨氮减排项目76个，削减化学需氧量、氨氮排放量4714吨、214吨；二氧化硫、氮氧化物减排项目26个，削减二氧化硫、氮氧化物排放量15607吨、54吨。全市已建成6家机动车环保检测机构，全面启动机动车环保定期检验和环保标志核发工作，已累计发放环保合格标志15万余张。
生态市建设迈出新步伐。全市共有6个自然保护区，总面积5.5万公顷；森林覆盖率达到38.5%，提高0.7个百分点。全市已有51个乡镇获得生态乡镇命名，其中全国生态乡镇7个，省级生态乡镇44个，有366个村获市级生态村命名。建成绿色社区65个，其中国家级1个，省级25个；建成绿色学校163个，其中国家级1个，省级48个。泰城建成区绿化覆盖率达到44%，顺利通过中国人居环境奖专家考核、国家环保模范城市技术评估和国家卫生城复审。
