De acuerdo a la clasificación Thornthwaite, los tipos climáticos existentes en la provincia de Santiago del Estero son BD4da' Semiárdio Mesotermal, DA'da' Semiárdio Megatermal, C1B4da' Seco Subhúmedo Mesotermal, C1B'3da' Seco Subhúmedo.
Se caracteriza por presentar lluvias estacionales durante el verano, en que se registran elevados valores de temperatura. El invierno es seco y relativamente benigno, a pesar de lo cual todos los años se producen heladas. El rasgo esencial es la gran variabilidad, entre años, entre estaciones y aún dentro de las estaciones. Ello se manifiesta claramente en el comportamiento de los elementos de mayor influencia sobre el crecimiento de las plantas, como la temperatura y las precipitaciones.
En la provincia existe un gradiente de precipitaciones que, desde los 750-800 mm. promedio en el Este va disminuyendo hacia el Centro y Sudoeste, pasando la isoyeta de 550 mm. por el centro del territorio. Los valores aumentan hacia la zona serrana y Noroeste, límite con la provincia de Tucumán, mientras que los mínimos de 400 mm se registran en el Sudoeste.
El balance hídrico presenta valores negativos, aún en los períodos húmedos de primavera- verano. La evapotranspiración potencial (ETP) oscila entre 900 y 1.100 mm. anuales.
La temperatura disminuye de N a S y hay una gran amplitud térmica anual. La provincia está rodeada por la isoterma de 47° C (máxima absoluta), que delimita lo que se denomina el "polo de calor de América del Sur".
Los días libres de heladas según las distintas zonas de la provincia, varían desde 260 a 310 días.
Respecto de los vientos, merece destacarse la influencia de los vientos cálidos y secos del sector NE durante el verano, debido a su efecto negativo sobre los cultivos por su alto poder desecante. Los del sector Sur son causantes de descensos bruscos de temperatura en primavera, ocasionando pérdidas de cultivos por heladas tardías.
Debido a la forma muy irregular en que se distribuyen geográficamente las lluvias en el Noroeste Argentino, consecuencia del marcado componente orográfico regional, su estudio requiere un elevado número de observaciones puntuales. Por ello se realizó una exhaustiva recopilación de la información mensual de lluvias procedente de distintos organismos nacionales, provinciales y de la actividad privada y una descripción de las condiciones físicas que determinan las características pluviométricas regionales.
Los datos pertenecen a 450 localidades y sitios de la región y 26 de provincias vecinas. El período básico corresponde a 1934/90.
Una síntesis de todos los procesos desencadenantes de las precipitaciones y de la circulación general de la atmósfera, que incluye la distribución de los centros de presión y la dirección de los vientos, constituye la base para la caracterización de toda la región.
Con la finalidad de delimitar los dominios de recomendación de cultivos y prácticas agrícolas, ganaderas y forestales se realizó una descripción detallada de cada una de las regiones que se diferencian en el Noroeste Argentino y de cómo el fuerte relieve andino y las cadenas antepuestas de las sierras Subandinas y Pampeanas, al originar células de convección orográfica, ejercen un importante efecto sobre el clima de la región y en especial sobre las precipitaciones.
Los vientos, que impulsados por el anticiclón del Atlántico arriban al continente, descargan precipitaciones sobre las cadenas costeras del Brasil y paulatinamente disminuyen su intensidad en territorio argentino hasta valores cercanos a los 1000 mm en el eje norte-sur del río Paraná. Al Este de Sgo. del Estero se ubica la faja denominada Chaco Subhúmedo, en la que las lluvias permiten realizar agricultura de secano (soja, sorgo, maíz y algodón). Más al Oeste se instala el llamado Chaco Semiárido o Chaco Occidental, con precipitaciones del orden de los 550-650 mm y muy altas temperaturas, lo que hace muy difícil la actividad agrícola sostenible en el tiempo.
Al Este de las Sierras Subandinas y Pampeanas, en su piedemonte y la vecina llanura, se produce un aumento de las precipitaciones por efectos orográficos, lo que queda manifiesto a partir de la isohieta de 600 mm, límite oriental con el Chaco Semiárido. Hacia el Oeste, se llega a precipitaciones de 900 mm y en algunos casos hasta 1000 mm. Estas condiciones hacen que durante los tres meses cálidos, coincidentes con la época de mayores precipitaciones, se produzca la satisfacción de la evapotranspiración potencial en la mayoría de los años, por lo que en esos meses no habría déficits climáticos de agua. De esta manera se considera a esta subregión como apta para la agricultura de secano (poroto, soja y maíz).
