Il clima della regione Marche è marittimo con forti differenze tra l'inverno rigido e l'estate calda; le variazioni stagionali del tempo dipendono dalle masse d'aria provenienti dall'Atlantico e dall'Europa Centro-Orientale. D'inverno prevalgono i freddi venti del nord (bora e maestrale), in particolare nella zona settentrionale non riparata dal Monte Conero, mentre d'estate prevalgono i venti meridionali umidi e caldi (scirocco e garbino). La disposizione delle valli favorsice i venti di brezza tra il mare e la terra.

La temperatura dipende dall'altimetria e varia in media dai 16° ai 14° C. La stagione più piovosa è l'autunno, seguita dalla primavera e dall'inverno che si equivalgono; piove di più nelle regioni interne, che d'inverno sono costantemente raggiunte dalla neve, che sulla costa. La nebbia è molto diffusa nelle aree costiere e collinari, in particolare al nord.

Il 16,5% della regione è ricoperto da foreste e la vegetazione cambia nettamente tra costa (querce e lecci) e interno (faggi e castagni), e sul Conero è presente il corbezzolo (dal greco komaroV). Inoltre il paesaggio è fortemente condizionato dalle modifiche dell'uomo che ha diffuso le coltivazioni agrarie in collina e i pascoli in montagna.