El clima es árido con temperaturas bajas casi todo el año y fuertes amplitudes térmicas. El clima es frío, con una temperatura media anual de 8.4°C en Santa Cruz y 6°C en Río Gallegos. Lluvias abundantes en las regiones elevadas, con un promedio anual de precipitaciones de 800 mm, y escasas en las mesetas.
En la mayor parte de Santa Cruz el existen vientos que ingresan al continente desde el Océano Pacífico.
En la Patagonia crece una estepa discontinua y en la Cordillera de Los Andes bosques de confieras.