Το κλίμα της επαρχίας δεν ξεφεύγει από τα γενικότερα πλαίσια του μεσογειακού κλίματος, που χαρακτηρίζει ολόκληρη την Κύπρο, με μικροκλιματικές διακυμάνσεις. Πριν από την τουρκική εισβολή του 1974, λειτουργούσαν στην επαρχία Κερύνειας τέσσερις μετεωρολογικοί σταθμοί (στην Κερύνεια, τη Λάπηθο, την Αγία Ειρήνη και τον Άγιο Αμβρόσιο) και έντεκα βροχομετρικοί (στα Λιβερά, το Διόριος, τα Πάναγρα, τον Ασώματο, το Σύσκληπο, το Κάτω Δίκωμο, το Πέλλα Παϊς, το μοναστήρι του Αγίου Χρυσοστόμου, τον Άγιο Αμβρόσιο, το αγρόκτημα Πλάκα και την έπαυλη Πογάζι).
α) Άνεμοι: Η Κερύνεια, όπως και οι υπόλοιπες παράκτιες περιοχές της Κύπρου, επηρεάζεται από τοπικές θαλάσσιες και απόγειες αύρες. Το μεγαλύτερο τμήμα της επαρχίας βρίσκεται στην προσήνεμη περιοχή της Κύπρου. Ωστόσο οι νότιες πλαγιές του Πενταδάκτυλου προστατεύονται από τους ανέμους. Οι άνεμοι έχουν μια συχνότητα νηνεμίας η οποία στις 8 το πρωί είναι 5% στην πόλη της Κερύνειας και 22,5% στην Αγία Ειρήνη. Το απόγευμα στις 2 η συχνότητα νηνεμίας μειώνεται σημαντικά και φθάνει τα 2,2% στην πόλη της Κερύνειας και 1,8% στην Αγία Ειρήνη. Στις 8 το πρωί, κατά τη διάρκεια της χρονιάς, κυριαρχούν στην πόλη της Κερύνειας οι βορειοανατολικοί και βορειοδυτικοί άνεμοι ενώ στην Αγία Ειρήνη οι νοτιοανατολικοί.
β) Βροχόπτωση: Η μέση ετήσια βροχόπτωση στην επαρχία ποικίλλει μεταξύ 350 και 600 χιλιοστομέτρων. Γενικά οι βόρειες προσήνεμες πλαγιές του Πενταδάκτυλου δέχονται περισσότερη βροχόπτωση από τις νότιες υπήνεμες πλαγιές. Στην κορυφογραμμή της οροσειράς η βροχόπτωση φθάνει τα 600 χιλιοστόμετρα, ενώ η χιονόπτωση είναι ασυνήθιστο φαινόμενο. Ο μέσος όρος των βροχερών ημερών στην πόλη της Κερύνειας είναι 59 το χρόνο, σε σύγκριση με 65 στη Λευκωσία και 81 στον Αμίαντο.
γ) Θερμοκρασία: Η μέση ετήσια θερμοκρασία του αέρα ποικίλλει μεταξύ των 19,5°Κ στις παράλιες περιοχές και των 16°Κ στην οροσειρά του Πενταδάκτυλου. Η μέση χαμηλότερη θερμοκρασία παρατηρείται κατά τον Ιανουάριο (7,5°Κ στον Πενταδάκτυλο και 12°Κ στα παράλια) και η μέση ανώτερη κατά τον Αύγουστο (25°Κ στον Πενταδάκτυλο και 27,5°K στα παράλια). Εξάλλου το μέσο εύρος της θερμοκρασίας στην πόλη της Κερύνειας κυμαίνεται μεταξύ 7°Κ τον Ιανουάριο και 10,8°Κ τον Αύγουστο. Η ακραία ψηλότερη θερμοκρασία στην Κερύνεια είναι 41°Κ και η ακραία χαμηλότερη - 1°Κ.
δ) Σχετική υγρασία: Η μέση σχετική υγρασία στην Κερύνεια στις 8 το πρωί κυμαίνεται μεταξύ 63% και 75% και στις 2 το απόγευμα μεταξύ 57% και 69%. Οι πιο υγροί μήνες είναι οι χειμερινοί (Δεκέμβριος, Ιανουάριος και Φεβρουάριος).