تنوع آب و هوایی استان زنجان سبب شده که این منطقه چهارفصل بوده و ظرفیت هایبالایی در زمینه گردشگری طبیعی داشته باشد. به سبب شرایط خاص آب و هوایی منطقه؛طارم استان زنجان را هندوستان ایران می دانند. چشمه های آب معدنی، رودخانه هایمتعدد دایمی و فصلی، جنگل ها و آبشارهای زیبای داخل جنگل ها، روستاهای ییلاقی وزیبایی که در دره های ارتفاعات طارم واقع شده اند؛
این منطقه را به پر جاذبه ترینناحیه طبیعی استان زنجان تبدیل کرده است. شهرستان خرم دره نیز که از آن به عنوان یکباغ شهر یاد می شود، با اتکا به سرسبزی و باغ های پرشمار خود یکی دیگر از مناطقگردشگری این استان محسوب می شوند. به طور کلی اردیبهشت، خرداد و تیرماه بهترین ماههای مسافرت به استان زنجان هستند.
هیچ توصیفی از سرسبزی و زیبایی طبیعت زنجان دراین ماه ها کامل نیست و مناظر بدیع این فصل را در زنجان فقط باید دید.
تفاوت آب و هوایی در نواحی مختلف استان زنجان را می توان به خوبی در یک زمان درقسمت های شمالی، مرکزی و جنوبی استان مشاهده کرد. مهم ترین منبع آب های سطحی دراستان زنجان رودخانه های دایمی و فصلی هستند. رودخانه هایقزل اوزن،زنجان رود، ابهررود و شاهرود را می توان مهم ترین رودهای دایمی این استاندانست. رودخانه قزل اوزن علاوه بر اهمیت اقتصادی بالایی که دارد به دلیل پرآبی،زیبایی و طولانی بودن مسیر خود؛
یکی از مهم ترین روخانه های زنجان است که در زمینه جاذبه های گردشگری نیز اهمیت زیادی دارد. به برکت آب فراوان، باغ های زیبا و سرسبزبسیاری در مسیر این رودخانه به وجود آمده که منظره بسیار زیبایی به حومه شهر زنجانداده است. چشمه های معدنی استان زنجان به دو صورت چشمه های آب گرم معدنی و چشمه هایآب سرد معدنی شکل گرفته اند که از نظر جاذبه های گردشگری دارای اهمیت هستند. غارهایمتعددی در استان زنجان در دل کوه ها قرار دارند که برخی از آن ها هم چون غار کتلهخور از مهم ترین آثار طبیعی این استان به شمار می آیند.
استان زنجان به لحاظ داشتن تنوع نقاط ارتفاعی از یک سو و از سوی دیگر تاثیرپذیریاز چند توده هوایی خزری، مدیترانه ای و صحرای مرکزی، صاحب اقلیم ها و اکوسیستم هایمتنوعی شده است. با وجود این که این استان یکی از استان های سردسیر و کوهستانی شمالباختری کشور به شمار می آید؛ از اکوسیستم های فراوان دشتی، بیابانی، تالابی ورودخانه ای، جنگلی، درختچه ای، کوهستانی مرتفع و تپه ماهوری نیز بی نصیب نماندهاست. این استان در بیش تر از 70 درصد از مناطق خود آب وهوای نیمه خشک فراسرد و در 30 درصد باقی مناطق از تنوع اقلیمی و آب و هوایی برخوردار است.
میزان بارندگیسالانه استان زنجان حدود 323 میلی متر برآورد شده است. اردیبهشت، خرداد و تیرماهبهترین ماه های مسافرت به استان زنجان هستند. هیچ توصیفی از سرسبزی و زیبایی طبیعتزنجان در این ماه ها کامل نیست و مناظر بدیع این فصل را در زنجان فقط باید دید. تنوع آب و هوایی و تغییرات ارتفاع از 500 متر در سواحل رودخانه قزل اوزن در ناحیهطارم تا ارتفاعات بیش از 3000 متر در انگوران تغییرات دمایی و آب و هوایی زیادی رادر نقاط مختلف به وجود آورده و سبب پدید آمدن چشم اندازهای مختلفی در منطقه شدهاست.
تفاوت آب و هوایی در نواحی مختلف استان زنجان را می توان به خوبی در یک زماندر قسمت های شمالی، مرکزی و جنوبی استان مشاهده کرد. این تنوع آب و هوایی وتوپوگرافی سبب پیدایش جوامع زیستی گیاهی و جانوری متنوعی در منطقه شده و محیط طبیعیاستان زنجان را غنای خاصی بخشیده است.
در استان زنجان با توجه به متوسط بارندگی سالیانه (200 تا 400 میلیمتر) و متوسط دمای سالیانه( 9 تا 17 درجه سانتی گراد) اقلیمهای بسیار متفاوتی را می توان مشخص کرد.
اوضاع جوی و شرایط اقلیمی منطقه بر حسب پستی و بلندی ها سخت متغیر است. بطور کلی ارتفاعات دارای آب و هوای سرد کوهستانی، زمستانهای پر برف و سرد و در تابستان معتدل و خشک می باشد. در این میان دره های قزل اوزن دارای آب و هوای معتدل تر بوده و دارای زمستانهای معتدل و تابستانهای نسبتاً گرم است. جلگه های مابین ارتفاعات نظیر جلگه سجاس، منطقه قشلاقات افشار و قسمت سفلای زنجان رود دارای آب و هوای معتدل تری هستند.
زنجان مرکز استان دارای اقلیم نیمه خشک فراسرد " بر اساس روش دومارتن " و ارتفاع 1659 متر می باشد . متوسط بارش ، دما و رطوبت سالیانه آن به ترتیب 295 میلیمتر ، 10.9 درجه سلسیوس و 54% می باشد. متوسط حداقل دما در سردترین ماه " بهمن به 7.5- "و متوسط حداکثر دما در گرمترین ماه " مرداد ، 32.1 " درجه است .
درطی سال 118 روز دما به زیر صفر می رسد که ماههای دی و بهمن با 27 روز رتبه اول را دارند. مرطوب ترین ماه اردیبهشت با 52.5 میلیمتر و خشک ترین ماه شهریور با 3.5 میلیمتر هست.در زنجان حداقل مطلق دما به میزان 30- در تاریخ 22/10/1342وحداکثر مطلق دما به میزان 40 درجه سانتیگراد در مورخه 9/5/1355 و18/4/89 ثبت گردیده است.
حداکثر سرعت باد ثبت شده به میزان 27 متر بر ثانیه"97 کیلومتر بر ساعت" بوده است.باد غالب زنجان در اکثر ماههای سال شرقی بوده وسرعت متوسط باد 3 متر بر ثانیه "11 کیلومتر بر ساعت "می باشد.