Sivas çevre illere göre kendine has bir iklim özelliğine sahiptir. Çevresine göre bir mikro klima iklim bölgesidir.

Bu özelliği sağlayan temel unsurlar; çevre illere göre daha yüksek oluşu kuzey rüzgârlarına açık oluşu engebeli bir yapıya sahip oluşu yıl içinde değişen basınç farkı il topraklarının farklı coğrafi bölgelerde yer almasıdır.

Sivas’ta aralarında küçük farklar olmakla birlikte ana hatlarıyla karasal iklim görülür. Kızılırmak Havzası’na giren bölümlerinde karasal iklim yaşanan ilde Yeşilırmak Havzası’na giren kısımlarda Karadeniz ardı iklimi Fırat Havzası’na giren kısımlarda ise Doğu Anadolu iklimi egemendir. Kışları soğuk ve sert geçer genede kış ayalarında bol kar yağışı görülür ve il 3-5 ay karla örtülüdür. Yazları sıcak ve kurak ilkbahar ve sonbahar ayları yağmurlu geçer. İlin küzey bölümünde Koyulhisar ve Suşehri ilçelerinde karasal iklimden tipik karadeniz iklimine geçiş görülür. Bu bölgelerde iç kesimlere göre havalar ılık geçer.