În limitele Parcului Natural Vânători Neamţ, se manifestă o influenţă pregnantă a factorilor genetici ai climei asupra distribuţiei spaţiale a valorilor principalelor elemente climatice, cu menţiunea specială a impactului factorului orografic în apariţia unor diferenţieri cu caracter local (apariţia topoclimatelor specifice) şi chiar regional. Formaţiunile barice de mare întindere (la nivel european) cu efecte marcante la nivelul circulaţiei atmosferice sunt: anticiclonul azoric (cu influenţă în instalarea maximului pluviometric în mai-iulie), ciclonul islandez (resimţit în special spre sfârşitul toamnei şi începutul iernii, când vremea devine umedă şi închisă), anticiclonul siberian (prezent în majoritatea iernilor, generând un timp rece şi secetos) şi ciclonii mediteraneeni (care apar pulsatoriu în perioada septembrie-aprilie, determinând fluctuaţii termice şi creşteri ale cantităţilor de precipitaţii).
La aceştia, se adaugă şi alţi centri barici locali de acţiune atmosferică, între care se detaşează ciclogeneza orografică carpatică. Aceasta se manifestă prin înaintarea spre vest a anticiclonului de iarnă şi ascensiunea maselor de aer pentru traversarea grupei centrale a Carpaţilor Orientali, producând creşteri ale precipitaţiilor, inclusiv ninsori şi lapoviţe timpurii şi târzii.
Relieful, prin caracteristicile sale orografice şi morfometrice, determină numeroase modificări ale elementelor climatice, între care cele mai importante sunt: etajarea valorilor medii multianuale ale temperaturii aerului şi ale cantităţilor de precipitaţii, foehnizarea maselor de aer în cazul circulaţiei vestice, apariţia topoclimatelor de luncă, vale, versant şi culme montană ş.a.m.d.
Temperatura aerului. Temperatura medie anuală la Staţia Meteorologică Tg. Neamţ are valoarea de 8,2oC. La Tg. Neamţ, luna cu temperatura medie cea mai ridicată este iulie (19,5oC), iar cea cu temperatura medie cea mai coborâtă este ianuarie (-3,7oC), de unde rezultă o amplitudine termică anuală de 23,2oC. Amplitudinea termică absolută la Tg. Neamţ este de 64,5oC, maxima absolută de temperatură înregistrându-se pe data de 17 august 1952 (37oC), iar minima în ziua de 27 ianuarie 1954 (-27,5oC).
Precipitaţiile atmosferice. Cantitatea medie multianuală de precipitaţii variază de la cca. 650 mm în aria depresionară (652,7 mm la Tg. Neamţ), apropiindu-se de 1000 mm la nivelul înălţimilor maxime. Se înregistrează însă şi mari variaţii ale cantităţilor extreme de precipitaţii: la Tg. Neamţ în 1910 au căzut 1059,0 mm (320 mm în luna iulie a aceluiaşi an), iar în 1986, doar 339,1 mm. Ploile sub formă de averse, întâlnite mai ales vara, pot depăşi frecvent 60 mm în 24 ore.
Vânturile. Direcţia vânturilor dominante este influenţată atât de circulaţia generală a maselor de aer, cât şi de orientarea principalelor linii orografice. La Tg. Neamţ, vânturile dominante sunt cele din NV (20%), direcţie principală la nivelul întregii ţări, urmate de cele din SV (11%), datorită deschiderii ariei depresionare către această direcţie şi N (8%), calmul atmosferic fiind destul de pronunţat (33%).
Fenomene meteorologice. În aria depresionară, brumele se produc începând din decada a III-a a lunii septembrie, iar primăvara cele tardive caracterizează luna aprilie, excepţional mai (21-22 mai 1952). Numărul mediu de zile cu grindină la Tg. Neamţ este de 0,9 (pentru perioada 1970-1996), acest fenomen fiind caracteristic lunii iunie, specific ariilor montane şi subcarpatice.