Nell'Azerbaigian il clima è leggermente continentale, con inverni relativamente freddi ed estati calde, e arido in gran parte delle zone pianeggianti, mentre diventa più freddo e in genere più umido in montagna. La fascia costiera sul Mar Caspio è semiarida al nord, e arida al centro (dove si trova Baku), mentre è piovosa nel tratto più meridionale, che rappresenta dunque un'eccezione alla regola che vuole aride le pianure dell'Azerbaigian.
L'inverno in Azerbaigian è freddo ma non gelido, quantomeno in pianura. La catena del Caucaso a nord protegge parzialmente le zone interne dalle discese di aria fredda, che anzi durante le irruzioni fredde ricevono un vento relativamente caldo e secco tipo föhn, mentre lungo la costa i venti freddi (che soffiano intensi) sono mitigati nel passaggio sul Mar Caspio. Ciò non toglie che durante l'inverno ci possano essere leggere nevicate e alcune gelate sulla costa, ma soprattutto nelle zone interne, dove l'aria fredda ristagna con più facilità.
L'estate è calda e soleggiata, con qualche rovescio pomeridiano nelle zone interne.
Le zone montuose sono in genere verdi e ricche di boschi e corsi d'acqua; la cima più alta è il Bazardüzü (alto 4.466 metri), posizionato a nord, nel Caucaso, al confine con il Daghestan russo. Alcuni parchi naturali si trovano anche in pianura e lungo la costa, per proteggere le specie di uccelli che vengono a nidificare qui, o animali marini come le foche.

La capitale Baku si trova sulla costa, a 28 metri sotto il livello del mare (il Mar Caspio è infatti un grande lago salato che si trova in una depressione). Qui la media di gennaio è di circa 4 gradi, quella di luglio di 26,5 °C. Ecco le temperature medie.
Temperature medie - Baku

Baku	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic
Baku	J	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D
Min (°C)	2	2	4	9	15	20	22	23	19	14	9	5
Max (°C)	7	6	10	16	22	27	31	30	26	20	14	10

L'estate è calda e soleggiata, con massime intorno ai 30 gradi. Nei mesi freddi le masse di aria polare possono portare forti venti che assomigliano alla bora. Baku è una città ventosa: al Khazri (vento freddo del nord), si alterna il Gilavar (vento caldo del sud), oltre alle brezze estive.
Le piogge sono molto scarse, a livello da clima semi-desertico, appena 210 millimetri l'anno, con un massimo tra l'autunno e l'inverno, quando sono leggere ma relativamente frequenti, e un minimo estivo. Ecco le precipitazioni medie.
Precipitazioni medie - Baku

Baku	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic	Anno
Baku	G	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D	A
Prec. (mm)	20	20	20	18	18	8	2	6	15	25	30	25	210
Giorni	6	6	5	4	3	2	1	2	2	6	6	6	49

A Baku il sole non brilla molto spesso in inverno, mentre in estate, da giugno ad agosto, brilla regolarmente.
Soleggiamento - Baku

Baku	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic
Baku	J	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D
Sole (ore)	3	4	5	6	8	11	11	10	8	6	4	3

Per fare i bagni, la temperatura del mare è abbastanza elevata, superiore a 23 °C, da luglio a settembre, mentre è ancora fresca nel mese di giugno.
Temperatura del mare - Baku

Baku	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic
Baku	J	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D
Mare (°C)	9	8	8	11	15	20	24	25	23	20	16	12

Nella parte meridionale della costa, Lenkoran (o Lankaran) ha più o meno le stesse temperature di Baku, ma è decisamente più piovosa, perché si trova ai piedi dei monti Talysh, che costringono le masse d'aria a salire e a condensarsi. Infatti vi cadono 1.150 millimetri di pioggia all'anno, con un massimo tra settembre e novembre. Le piogge sono comunque abbastanza abbondanti fino a marzo, e anche le nevicate invernali possono a volte essere abbondanti. Ecco le precipitazioni medie.
Precipitazioni medie - Lenkoran

Lenkoran	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic	Anno
Lenkoran	G	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D	A
Prec. (mm)	90	115	90	50	55	20	15	50	145	260	170	90	1145
Giorni	10	10	11	8	8	3	2	4	7	13	12	9	97

Nelle zone interne, Ganja, a 400 metri di quota, è un po' più continentale, e passa dai 2,5 °C di gennaio ai 26 °C di luglio. Durante l'estate la temperatura può toccare i 40 gradi, mentre in inverno può scendere fino a -15 °C.
Temperature medie - Ganja

Ganja	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic
Ganja	J	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D
Min (°C)	-2	-1	2	8	12	16	20	18	15	9	5	0
Max (°C)	7	7	12	19	23	28	32	30	26	19	13	8

Le piogge a Ganja non sono abbondanti (300 millimetri l'anno) ma lo sono più che Baku. Ecco le precipitazioni medie.
Precipitazioni medie - Ganja

Ganja	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic	Anno
Ganja	G	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D	A
Prec. (mm)	10	15	30	30	40	45	25	20	15	30	15	20	300
Giorni	4	5	5	6	9	7	3	4	3	6	3	4	59

Al di fuori dei confini del Paese, tra Armenia e Iran, si trova una piccola enclave dell'Azerbaigian: la Repubblica Autonoma di Nakhchivan (o Naxçivan). Qui il clima è ugualmente arido, ma decisamente più continentale perché non risente degli influssi marittimi. E così nel capoluogo Nakhchivan, a 900 metri di quota, la temperatura media passa dai -3 gradi di gennaio ai 27 di luglio. Durante l'inverno la temperatura scende facilmente a -20 °C, mentre in estate tocca facilmente i 40 °C.
Temperature medie - Nakhchivan

Nakhchivan	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic
Nakhchivan	J	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D
Min (°C)	-7	-5	1	7	11	15	20	18	14	8	2	-3
Max (°C)	1	4	12	20	24	29	34	33	29	21	12	5

Le precipitazioni, scarse (intorno ai 265 millimetri l'anno), conoscono un massimo primaverile e un minimo estivo. In inverno la neve, per quanto non abbondante, ricopre spesso il suolo. Ecco le precipitazioni medie.
Precipitazioni medie - Nakhchivan

Nakhchivan	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic	Anno
Nakhchivan	G	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D	A
Prec. (mm)	20	20	30	40	35	30	15	10	10	25	20	15	265
Giorni	5	4	6	7	9	5	2	2	2	5	4	4	55

I periodi migliori per recarsi in Azerbaigian sono le stagioni intermedie, e in particolare i mesi di maggio e ottobre, anche se ad ottobre piove molto nella zona meridionale dove si trova Lenkoran. In genere anche settembre è un buon mese a Baku e nel territorio principale, mentre l'enclave di Nakhchivan in questo mese può essere ancora molto calda.


In inverno: per Baku, la pianura e la costa, vestiti caldi, maglione, giacca, sciarpa, berretto aderente per il vento, impermeabile o ombrello. Per l'alta montagna, vestiti caldi da montagna. Per il Nakhchivan, vestiti molto caldi, pile, piumino, guanti, berretto.
In estate: per Baku, la pianura e la costa, vestiti leggeri per il giorno, cappello per il sole, una felpa leggera per la sera, un foulard per la brezza; per la montagna, vestiti di mezza stagione, cappello per il sole, maglione e giacca, scarpe da trekking, eventualmente un impermeabile o un ombrello; vestiti da montagna per le cime più alte.
Per il Nakhchivan: nel capoluogo e nella valle, vestiti leggerissimi per il giorno, felpa leggera per la sera; alle quote più alte, giacca e maglione per la sera.