استان آذربایجان غربی یکی از مناطق کوهستانی کشور است و توپوگرافی متنوع و گسترده‌ای دارد. در سراسر ناحیه هم مرز استان با ترکیه و عراق، کوه‌های مرتفع برف‌گیر از شمال به جنوب کشیده شده است و آب‌های حاصل از ذوب آنها که در دره‌های منطقه به صورت رودخانه‌های متعدد جریان می‌یابد، به سه حوزه عمده تقسیم می‌شود:
- دریاچه ارومیه که حدود 1267 متر از سطح دریا ارتفاع دارد و در طول 130 کیلومتر، آب ارتفاعات غربی را به سوی خود جذب میکند.
- شکاف و گسل عظیم نزدیک خوی که کلیه آب‌های شمالی را به جنوب ارس هدایت میکند.
- آب‌های سردشت (زاب کوچک) در طول 1000 کیلومتر که توسط دوره رود کلوی به سوی دجله سرازیر می‌شود.
نواحی فوق پست‌ترین نقاط آذربایجان غربی به حساب می‌آیند. کم ارتفاع‌ترین نقطه در دامنه کوه‌های آرارات، (970 متر) کنار رود ارس در مرز ایران و ترکیه قرار دارد. رود سردشت کلوی در طول 100 کیلومتر شیبی برابر 560 متر دارد که در مقایسه با رود ارس از سرعت فوق‌‌العاده‌ای برخوردار است و ارتفاع آن از سطح دریا به 1000 متر می‌رسد.
مرتفع‌ترین شهر استان سیه‌چشمه است با ارتفاعی بالغ بر 1920 متر و کم‌ارتفاع‌ترین شهر استان شهر خوی است با ارتفاع 1193 متر.
براساس ساختار طبیعی استان، اکوسیستم‌های ویژه‌ا‌ی از ترکیب گیاهان در سطوح مختلف پوشش گیاهی در اشکورهای مختلف توپوگرافیک به وجود آمده است که اهم آنها به شکل جنگل‌ها و مراتع خودنمایی می‌کنند.
جنگل‌های استان، قسمت‌‌هایی از پیرانشهر، بانه و مهاباد را پوشانده است، ولی مناطق وسیع جنگلی بیشتر شامل اراضی کوهستانی سردشت است که مساحت آن را بین 60 الی 80 هزار هکتار تخمین می‌زنند و به مرور از وسعت آنها کاسته شده است. درختان جنگلی این منطقه مشتمل بر درختان میوه‌ای از قبیل انگور و پسته وحشی، زالزالک، بادام کوهی و گونه‌های غیرمیوه‌ای مانند بلوط، افرا، سرخ‌دلیک و سیاه‌دلیک است.
استان آذربایجان غربی عمدتاً تحت تأثیر جریان هوای مرطوب اقیانوس اطلس و دریای مدیترانه است، ولی در برخی از ماه‌های زمستان، توده هوای سردی از اطراف شمال، هوای مدیترانه‌ای آن را متأثر کرده و موجب کاهش قابل توجه دما می‌شود.
علاوه بر جریان هوایی فوق عوامل دیگری مانند ارتفاع مکان، جهت کوه‌ها، وزش بادها و دوری از دریای آزاد نقش مهمی در میزان دما و ریزش‌های جوی دارد. به طوری که آب و هوا را در وضعیت حدفاصل آب و هوای سواحل دریای مازندران و اقلیم نیمه‌صحرایی داخلی قرار می‌دهد.
در فصل زمستان ارتفاعات و نواحی بالاتر از 3000 متر در زیر قشر ضخیمی از برف فرو می‌روند و قلل کوه‌ها، این برف‌ها را تا سال بعد محفوظ نگه می‌دارد. همچنین در دامنه‌های بین 1000 تا 2000 متری که از بادهای تند شمال محفوظ مانده است، به مقدار کافی باران می‌بارد.
نقش کوه‌ها در نزولات جوی استان آذربایجان غربی دارای اهمیت بسزایی است. سلسله جبال استان به صورت طویل و مرتفع چون دیواری در جهت شمال و جنوب و جنوب شرقی امتداد یافته است.
گرچه این کوه‌ها مانع نفوذ کلیه ابرهای بارانزای حوزه اقیانوس اطلس و مدیترانه به ایران و عمدتاً به آذربایجان غربی می‌شود، ولی در عوض منبع سرشاری از نزولات جوی را به صورت برف ذخیره میکند که باعث به وجود آمدن رودهای پرآب و فراوانی می‌گردد. محصور بودن استان با دیواره مذکور سبب شده است که دریاچه ارومیه به عنوان یکی از شش حوزه آبریز مهم کشور به حساب آید.
در فصل تابستان سراسر آذربایجان غربی از وزش بادهای بارانآور بی‌بهره می‌ماند، ولی آفتاب درخشان همراه با رسیدن میوه‌ها و برداشت غله فضای تفرجگاهی مناسبی را با نسیم ملایمی فراهم می‌آورد. این نسیم ملایم در زبان محلی به نام «مه یئلی» و در برخی از نقاط به نام باد مراغه مشهور است.
از نیمه تابستان همراه با وزش باد شمالی از گرمای هوا به شدت کاسته می‌شود. باد خنک شمالی در هر منطقه به نام ناحیه شمالی همان منطقه مشهور است. گاهی در تابستان باد گرمی از سمت جنوب، استان را تحت تأثیر قرار می‌دهد که در اصطلاح محلی به نام باد سفید (آغ یِئل) مشهور است. این باد در اواخر زمستان باعث ذوب برف‌ها می‌شود و در تابستان بر شدت گرمای هوا می‌‌افزاید.
با تمایل خورشید به طرف جنوب و کوتاه شدن روزها، هوای پرفشار به پایین حرکت میکند و هوای کم فشار تدریجاً جایگزین آن می‌شود و بادهای بارانآور غربی جایگزین بادهای شمالی می‌گردد. این بادها در فصل پاییز و زمستان پس ازعبور از روی اقیانوس اطلس و دریای مدیترانه و جذب رطوبت آنها، در برخورد با کوه‌های مرزی، سبب ریزش برف و باران فراوانی می‌شود که منبع و سرچشمه دائمی رودهای نسبتاً منظم حوزه آبریز دریاچه ارومیه، ارس و دجله محسوب می‌شود.
نقشه خطوط همباران استان نشان می‌دهد که سه واحد جغرافیایی متمایز از نظر ریزش نزولات جوی وجود دارد که عبارت‌اند از :
حوزه غربی دریاچه ارومیه که از غرب به شرق از میزان نزولات باران کاسته می‌شود.
حوزه شمالی دریاچه ارومیه تا رود ارس که از شمال دریاچه به طرف رود ارس به تدریج از ارتفاع زمین کاسته می‌شود و میزان بارش نیز کاهش می‌یابد.
حوزه جنوبی دریاچه ارومیه که سرچشمه شاخه‌های اصلی سیمینه رود، مهاباد رود، زرینه رود و قزل‌‌اوزن است و دارای میزان بارش بالای 600 میلیمتر میباشد.
به طور کلی متوسط بارندگی سالیانه در استان، 400-300 میلیمتر است که با توجه به متوسط بارندگی در سایر نقاط ایران که حدود 280 میلیمتر میباشد در شرایط بهتری قرار گرفته است. پرآب‌ترین رودخانه‌های استان نشان می‌دهند که میزان بارندگی به ویژه ریزش برف در مناطق کوهستانی به مراتب بیشتر از میزان بارندگی در شهرها و مناطق جلگه‌ای است.
به استناد گزارش سازمان هواشناسی کل کشور که براساس داده‌های آماری ایستگاه‌های سینوپتیک ارومیه، خوی، ماکو و مهاباد تنظیم شده است. درجه حرارت هوا در نقاط مختلف استان متفاوت است؛ متوسط درجه حرارت از 9/4 درجه سانتیگراد در ماکو تا 11/6 درجه سانتیگراد در مهاباد متغیر است. متوسط درجه حرارت در ارومیه 9/8، خوی 10/8، ماکو 9/4 و مهاباد 11/6 درجه سانتیگراد است.
به استناد همین گزارش حداکثر حرارت در مردادماه حدود 34 و حداقل آن در دی ماه حدود 16 درجه سانتیگراد است. حداکثر تغییر گرمای تابستان 4 درجه و سرمای زمستان 15 درجه میباشد.
وضع هوا در شهرهای مختلف استان از این قرار است :
در ارومیه فصل تابستان نسبتاً گرم و زمستان هوا سرد است.
در مهاباد فصل تابستان خشک و طولانی و زمستان بسیار سرد است.
در ماکو فصل تابستان نسبتاً گرم و زمستان بسیار سرد است.
در نقده هوا نیمه مرطوب، تابستان ملایم و زمستان سرد میباشد.
به استناد همین گزارش پربارش‌ترین فصل، تابستان و به ویژه شهریورماه است. دوره بارش در ارومیه از اواخر مهرماه و اوایل آبان‌ماه شروع می‌شود و خرداد ماه خاتمه می‌یابد؛ حداکثر بارندگی در اسفند و فروردین ماه است. این دوره در مهاباد بین آبان تا اردیبهشت و در میاندوآب از آبان تا خردادماه است.
مجموع روزهای یخبندان در ارومیه حدود 120 روز است که به ترتیب در آبان‌ماه 19، آذرماه 27، دی‌ماه 30، بهمن‌ماه 28، اسفندماه 14 و فروردین ماه 6 روز است. روزهای یخبندان در خوی 104، در ماکو 108 و مهاباد 93 روز در سال است.
براساس گزارش ایستگاه سینوپتیک شهر ارومیه، مجموع روزهایی که ارومیه در معرض وزش بادهایی با سرعت حداقل 7 و حداکثر 16 متر در ثانیه قرار می‌گیرد، حدود 164 روز است.
بیشترین سرعت باد مربوط به ماه‌های اردیبهشت و اسفند با 16 متر در هر ثانیه است، کمترین سرعت باد مربوط به ماه‌های دی و بهمن با 7 متر در هر ثانیه است متوسط سرعت باد در شهر ارومیه 10/5 متر در هر ثانیه است.