气温随海拔高度增加而降低。一般气温垂直递减率在一年中以夏季最大，冬季最小。山脉走向和坡向对气温的影响主要表现在使山脉两侧的气温产生差异，并导致不同的气候现象。阳坡气温高，变化大，阴坡气温低，变化小。

山顶和山坡的气温日较差和年较差相对较小，而且有秋温高于春温的现象，山谷和山间盆地的气温日较差和年较差相对较大，而且有春温高于秋温的现象。

降水量和降水日数随山地海拔高度增加而增加。在一定高度以上的山地，由于气流中水汽含量减少，降水量又随高度增加而减少。

降水量达到最大值的高度称为最大降水高度。坡向对降雨的影响表现为迎风坡雨量多于背风坡。特别是高大山脉两侧，雨量的巨大差异造成植被景观的很大变化。

风速随山地海拔升高而增大。山顶、山脊以及峡谷风口处风速大，盆地、谷底和背风处风速小。高山上风速一般夜间大，白天小，午后最小，而山麓、山谷则相反。山地还能产生一些局地环流，如山谷风、布拉风、焚风、坡风、冰川风等。

在湿度(水汽压和相对湿度)方面，水气压随海拔高度增加而降低。在多数情况下，山地上部因气温低、云雾多，相对湿度高于下部，但冬季高山区也有相反情况，山顶冬季云雾较少而相对湿度小。

气压随高度而变化，组成大气的各种气体的分压，亦随高度而变化，即随高度增加而递减。氧气分压也是如此。高原地区大气压降低。大气中的含氧量和氧分压降低，人体肺泡内氧分压也降低，弥散入肺毛细血管血液中的氧将降低，动脉血氧分压和饱和度也随之降低，当血氧饱和度降低到一定程度，即可引起各器官组织供氧不足，从而产生功能或器质性变化，进而出现缺氧症状，如头痛、头晕、记忆力下降、心慌、气短、发绀、恶心、呕吐、食欲下降、腹胀、疲乏、失眠、血压改变等。

气温随着海拔高度的升高而逐渐下降，一般每升高1000米，气温下降约1℃，有的地区甚至每升高150米可下降1℃。高原大部分地区空气稀薄、干燥少云，白天地面接收大量的太阳辐射能量，近地面层的气温上升迅速，晚上，地面散热极快，地面气温急剧下降。因此，高原一天当中的最高气温和最低气温之差很大，有时一日之内，历尽寒暑，白天烈日当空，有时气温高达20~30℃，而晚上及清晨气温有时可降至0℃以下，这亦是高原气候一大特点。由于高原大气压低，水蒸气压亦低，空气中水份随着海拔高度的增加而递减，故海拔愈高气候愈干燥。

高原风速大，体表散失的水份明显高于平原，尤以劳动或剧烈活动时呼吸加深加快及出汗水份散出更甚。同时由于高原缺氧及寒冷等利尿因素的影响，使机体水份含量减少，致使呼吸道粘膜和全身皮肤异常干燥，防御能力降低，容易发生咽炎、干咳、鼻出血和手足皲裂等。

高原空气稀薄清洁，尘埃和水蒸气含量少，大气透明度比平原地带高，太阳辐射透过率随海拔高度增加而增大，强紫外线和太阳辐射的影响主要是暴露的皮肤、眼睛容易发生损伤，皮肤损伤表现为晒斑、水肿、色素沉着，皮肤增厚及皱纹增多形成等。

高原地区太阳光中的强紫外线辐射容易引起眼睛的急性损伤，主要是引起急性角膜炎、白内障、视力障碍及雪盲症。