استان سمنان تحت تأثير جريان‌هاى هوائى گرم و خشک دشت کوير قرار دارد ولى عواملى چون دورى از دريا، جهت و امتداد کوه‌ها، ارتفاع مکان و وزش بادها نيز در آب و هواى اين استان مؤثر هستند. توده‌هاى هوائى که اين استان را تحت تأثير قرار مى‌دهند.
توده هاى شمالى
اين توده از مناطق سيبرى به سمت اين منطقه پيشروى مى‌کند که در طول فصل‌هاى پائيز و زمستان سبب سردى هوا و کاهش شديد دما در ارتفاعات مى‌شود.
توده‌هاى غربى
اين توده باعث وزش باد و بارندگى در فصل‌هاى پائيز و زمستان مى‌شود و منشاء آن اقيانوس اطلس و درياى مديترانه است.
به‌دليل تنوع ناهموارى‌ها از جمله کوير، بيابان و کوهستان، در مناطق مختلف اين استان همواره با مراکز مختلف فشار يعنى فرابار و فروبار، روبه‌رو مى‌شويم که اين وضعيت موجب پيدايش بادهاى محلى مى‌گردد.
باد کوير معمولاً از طرف مناطق بيابانى و کويرى و بيشتر در ماه‌هاى گرم سال مى‌وزد و موجب افزايش دما و خشکى هوا مى‌شود. از ديگر بادهاى محلى استان، بادهاى تورانه، شهريارى و ميزان را مى‌توان نام برد که در نقاط مختلف استان مى‌وزند.
پراکندگى بارش
ميزان بارندگى در همهٔ مناطق استان سمنان يکسان نيست، به‌طورى‌که هرچه از شمال به سمت جنوب حرکت مى‌کنيم، از تعداد بارندگى کاسته مى‌شود. ميزان بارندگى در مناطق شمالى استان بهطور متوسط ۲۵۰ ميلى‌متر است و در نواحى جنوبى به کمتر از ۱۰۰ ميلى‌متر مى‌رسد. متوسط بارندگى سالانهٔ استان ۱۴۰-۱۳۵ ميلى‌متر است.
دما
دماى نقاط مختلف استان سمنان يکسان نيست. بهطور کلى هرچه از شمال به سمت جنوب استان پيش مى‌رويم دما افزايش مى‌يابد.
ميانگين دما ۱۶۫C، حداکثر مطلق دماى استان۶/۴ ۫C و حداقل مطلق دما ۱۷- ۫C است.
بهطور کلي، استان سمنان به‌دليل موقعيت جغرافيائى خاص خود آب و هواى متنوعى دارد. به‌طورى‌که در نواحى کوهستانى آن هوا سرد (مانند بخش شمالى شاهرود و سمنان)، در دامنه‌ٔ کوه‌ها آب و هوا معتدال (شهر شاهرود) و در حاشيهٔ کوير آب و هوا گرم است و بهطور کلى خشکى يکى از ويژگى‌هاى استان است.