La Patagonia presenta una serie de climas y microclimas, dependientes del relieve, el mar y los vientos de la región. A diferencia del resto del país, donde los Andes son el límite natural de Chile con Argentina, en la Patagonia, los Andes limitan con el Océano Pacífico directamente. Esta característica afecta el clima y la flora de Patagonia Norte.
En Torres del Paine el clima es más agradable, con temperaturas que pueden llegar a los 30 C en verano. Sin embargo, las temperaturas bajan considerablemente en altura, por lo que todas las montesas permanecen nevadas durante la mayoría del año. En la costa, en el Pacífico, el clima es más frío y húmedo.
Más al Sur, hacia Punta Arenas y Puerto Williams, la Cordillera de los Andes ha desaparecido completamente, dejando pasar fuertes vientos desde el Pacífico, más intensos en verano, cuando pueden alcanzar los 40 kms por hora, cesando casi completamente en invierno. Además, esta zona corresponde a una región de menor insolación, ya que su latitud es de 51 y 56 S. Al mismo tiempo, el estar rodeado de agua nivela la temperatura promedio.
En Chile Austral, las horas de luz solar también son animales comparadas con el resto del país. En invierno son reducidas y se amplían en verano, llegando a las 18 horas de luz al día en diciembre.
Todos los factores mencionados crean en el área tres zonas definidas como «litoral e insular» (Aysén), donde las lluvias alcanzan los 3.000 mm anuales; zona de «transición» en Coihaique, donde llueven 950 mm al año; y la zona estepario o de la pampa, en Balmaceda, donde las precipitaciones alcanzan apenas los 500 mm anuales.