A Região do Douro apresenta uma grande diversidade de microclimas, resultado da sua orografia. Situada em vales profundos, com declives acentuados, exposições diversas e protegidos por montanhas, a região caracteriza-se por ter invernos muito frios e verões muito quentes e secos.

A individualidade do Douro deve-se à sua localização, sendo grande a influência que exercem, entre outras, as serras do Marão (1415m) e de Montemuro (1382m), servindo como barreira à passagem dos ventos húmidos do oeste, bem como de outros quadrantes, concentrando o calor no vale do rio Douro.

A região mais a poente é ainda influenciada pelo clima Atlântico que diminui à medida em que se avança para interior, começando a haver mais influência do clima atlântico-mediterrânico, na zona central da região (Cima-Corgo) e do ibero-mediterrânico, na zona mais a este (Douro Superior). Neste último, podemos mesmo verificar amplitudes térmicas um pouco mais acentuadas do que em locais de clima mediterrânico típico, outra realidade que se encontra nos locais de maior altitude, com um aumento de precipitação e temperaturas mais amenas.

A precipitação, distribuída assimétricamente, varia com regularidade ao longo do ano, com valores mais elevados em dezembro e janeiro (em alguns locais em março) e com valores menores em julho e agosto.

À medida que se sobe o rio Douro, desde Barqueiros (Mesão Frio) até Barca D’Alva (Figueira de Castelo Rodrigo), verifica-se que as temperaturas médias vão subindo progressivamente, diminuindo a precipitação. A exposição ao sol, fator de grande importância na caracterização climática de qualquer região, reveste-se no Douro de redobrado interesse, já que permite uma melhor compreensão do comportamento da vinha nas diferentes situações de diversidade climática.

A margem norte do rio está sob a influência dos ventos secos do sul, encontrando-se a margem sul exposta aos ventos do norte, mais frios e húmidos, e a uma menor insolação. A temperatura do ar é mais alta nos locais expostos a sul do que no norte. As temperaturas médias anuais variam entre 11,8°C e 16,5°C.

Os valores máximos das temperaturas médias anuais distribuem-se ao longo do rio Douro e dos vales dos seus afluentes, em especial os da margem direita (rio Tua e no Vale da Vilariça). Relativamente às amplitudes térmicas diurnas e anuais, verifica-se que têm maior valor em Barca D’Alva (Douro Superior) e que são mais baixas na sub-região do Baixo-Corgo, facto que é explicado pela distância do mar.

As elevadas temperaturas e a secura provocam o aparecimento da poeira do limo que, juntamente com a dificuldade em caminhar num ambiente com tamanha inclinação e com elevada pedregosidade, faz do trabalho da vinha, na região do Douro, um dos mais duros do mundo.

Les températures élevées et la sécheresse entraînent l’apparition de poussières de boue qui, associées à la difficulté de marcher dans un tel environnement, avec une pente si élevée et une forte dégradation des sols, fait du travail de la vigne dans la Région du Douro l’un des plus difficiles au monde.

Uma expressão popular mostra bem as agruras do verão nestas paragens: “Nove meses de inverno e três de inferno!”