Quatre cols principaux facilitent le transfert des masses d’air du Nord et de l’Ouest des versants extérieurs vers les versants intérieurs, avec des modifications dues au franchissement des obstacles montagneux. L’altitude moyenne du territoire est supérieure à 2000 m, mais la région se caractérise par une articulation capillaire de vallées latérales. Ces aspects influencent significativement les éléments du climat, notamment en réduisant l'ensoleillement, en créant une différence entre le rayonnement solaire sur les versants orientés vers le Sud par rapport à ceux qui sont orientés vers le Nord et en créant un îlot de faible pluviosité dans le secteur central du fond de la vallée : la zone d’Aoste enregistre en moyenne environ 550 mm de pluie par an, alors que les précipitations des zones proches de la frontière avec la France sont d’environ 750 mm par an et celles des zones à la frontière avec le Piémont d’environ 950 mm par an.
Étant une région montagneuse, dont le climat est déterminé par une variabilité spatiale extrême, les changements les plus importants sont liés à l’altitude, et notamment à l’augmentation de celle-ci :
- la baisse de température d’environ 0,6°C tous les 100 m d’altitude ;
- la diminution exponentielle de la pression atmosphérique d’environ 1 hPa tous les 10 m jusqu'à environ 3000 m ;
- l’augmentation de la transparence de l’air et de la visibilité ;
- l’augmentation de l'intensité du rayonnement solaire.
La nébulosité et les précipitations de la Vallée d’Aoste sont liées, comme c’est le cas dans toutes les régions des latitudes moyennes, à de grands systèmes de perturbations frontales et, en été, à des systèmes convectifs de moyenne et petite échelle. De plus, les précipitations augmentent avec l'altitude principalement dans les zones frontalières, alors qu’elles ne sont pas particulièrement affectées par les variations d’altitude dans la vallée centrale.
La topographie au niveau local (sommets, crêtes, pentes, fond de vallée) influence fortement le rayonnement solaire, le régime de température diurne, la vitesse et la direction du vent, la quantité de précipitations et l’apport de neige. Ce comportement local se reflète dans le paysage, divisé en bandes altitudinales, chacune étant caractérisée par une association typique de plantes en équilibre avec le climat.
Le climat est, en général, de type semi-continental avec de nombreuses particularités locales. L’influence de l’environnement montagnard est très évidente : les Alpes forment une barrière qui limitent l'entrée de facteurs extérieurs, laissant les zones intérieures plus sèches, avec des différences clairement évidentes entre les zones d’altitude plus élevée, plus humides et froides, les vallées, moins affectées par les précipitations et plus ou moins ensoleillées, et la zone de la basse vallée, qui a des caractéristiques typiques du climat méditerranéen (il suffit de penser à la présence des oliviers). La faiblesse des précipitations permet toutefois une plus grande luminosité et un cause un fort réchauffement en été.
