Климат в южной части умеренно холодный, в северной — субарктический морской, смягчённый тёплым Северо-Атлантическим течением (северо-восточное продолжение Гольфстрима), это позволяет осуществлять судоходство круглый год. Зимой характерна полярная ночь, летом — полярный день. Средняя температура воздуха наиболее холодных месяцев (январь-февраль) составляет от −8 °C на севере области (влияние теплого течения) до −12…-15 °C в центральных районах. Летом, соответственно, — +8 °C и +14 °C. Наименьшие температуры воздуха зимой составляют −35 °C на побережье Баренцева моря, −45 °C на беломорском побережье и −55 °C в центральных районах. Летние максимумы, соответственно, — +27, +32 и +33 °C. Из-за высокой влажности воздуха и сильных ветров даже небольшие морозы переносятся крайне тяжело. Заморозки возможны в любой день лета, в июне нередки снегопады. На морском побережье и горных плато часты сильные ветры (в порывах до 55-60 м/с). Снег лежит в среднем с середины-конца октября до середины мая (в горных районах с конца сентября-начала октября до середины июня).
Вся территория Мурманской области относится к районам Крайнего Севера.