黒竜江省はユーラシア大陸の東部と太平洋西岸の間にあります。北側は寒いシベリア地域に接近し、主に温帯と寒帯の間の大陸性モンスーン気候です。冬はバイカル湖の高気圧とアジア大陸東部の低気圧に挟まれ、モンゴル高気圧とアリューシャン列島低気圧の影響で寒くて乾燥した、冬の季節風になります。夏になると、西太平洋からの暖かくて湿潤な海洋性の夏の季節風になります。気温が上昇し雨が多くなり、日照時間が長くなり、農作物の生長に適しています。黒竜江省の気候は明らかなモンスーン気候の特徴があります。ただし、西部は夏の季節風の影響を受けるのが弱いため、若干大陸性気候の特徴を示します。
黒竜江省は中国で一番気温の低い所です。1月の平均気温は-30.9℃から-14.7℃であり、記録された最低気温は漠河の-52.3℃でした。これも全国の最低気温として記録されています。夏の平均気温は18℃ほどであり、最高気温は41.6℃に達したこともあります。年間平均気温は平原地帯が山地地帯より高く、南部は北部より高いです。北部の大興安嶺地区の年間平均気温は-4℃以下であり、東寧辺りは4℃以上です。
黒竜江省の降水も季節の特徴があります。夏は東南季節風の影響を受けるため、降水量が多く、年間降水量の65%ぐらいを占めています。冬は寒くて乾燥した北西季節風に影響され、降雪量が少なく、年間降水量の5%ほどしかありません。春と秋の降水量はそれぞれ13%と17%ぐらいを占めています。1月は一番少ない時期であり、7月は最も多い時期です。全省の年間平均相対湿度は60から70%であり、その分布は降水量と似ていて経度と並行しています。中部と東部山地の年間平均相対湿度は70%を超え、一番高いです。一方、西南部は多くても65%を超えません。