Los factores geográficos que explican los climas españoles son:

• a) La latitud. España se encuentra en la zona templada del hemisferio norte, esto determina que tengamos cuatro estaciones: dos bien marcadas (verano e invierno) y dos de transición (primavera y otoño). En las islas Canarias que están en el extremo sur de la zona templada y cerca de la zona intertropical los contrastes entre estaciones son menores. Así mismo, por su latitud España se ve afectada, salvo en verano, por el paso de los frentes nubosos que traen los vientos del oeste. Estos frentes afectan especialmente al norte y el oeste de la Península.
• b) La situación. La Península se encuentra entre dos masas de agua con características térmicas distintas (el océano Atlántico y el mar Mediterráneo) y entre dos continentes (África y Europa); esta situación geográfica convierte a la Península en una encrucijada de masas de aire de características bien distintas. Canarias recibe también influencias atmosféricas variadas, debido a su insularidad y a la proximidad de las costas africanas.
• c) La influencia del mar es escasa en la Península, debido a su gran anchura, a sus costas poco recortadas y a la existencia de relieves montañosos paralelos a la costa. Este hecho establece claras diferencias entre una estrecha periferia, abierta al mar, y un ancho núcleo de tierras interiores con clara tendencia climática continental. En los archipiélagos canario y balear la influencia del mar sí que es decisiva.
• d) El relieve influye en el clima por su por su altura, por su disposición y por su orientación:
  • La altura del relieve influye en el clima, pues determina precipitaciones orográficas e introduce el gradiente térmico. Cuando una masa de aire se encuentra un obstáculo montañoso, se ve obligada a ascender, el vapor de agua que contiene se enfría y se condensa, dando lugar a precipitaciones en la ladera de barlovento (precipitaciones orográficas); pasada la cumbre, la masa de aire desciende, se recalienta y produce sequedad por la vertiente de sotavento (efecto foehn). Por otro lado la altitud también influye en el clima a causa del gradiente térmico: a medida que aumenta la altitud sobre el nivel del mar desciende la temperatura (0’5º por cada 100 metros de ascenso).
  • La disposición del relieve tiene varias repercusiones:

- Los sistemas montañosos paralelos a la costa frenan la influencia del mar, que solo penetra con claridad en el valle del Guadalquivir.
- La posición oeste-este de la mayoría de las cordilleras, favorece la entrada de masas de aire marítimas procedentes del oeste.
- Las cuencas encerradas por montañas, como las depresiones del Duero y del Ebro, tienen nieblas frecuentes por el estancamiento del aire y escasas precipitaciones porque las masas de aire descargan su humedad en los sistemas montañosos que las bordean.

• e) La orientación crea contraste climáticos locales entre las solanas y las umbrías

Los factores termodinámicos del clima son los responsables de la circulación atmosférica o sucesión de masas de aire, que determina los distintos tipos de tiempo atmosférico y clima. La circulación atmosférica está regida en altura por la corriente en chorro, y en superficie, por los centros de acción, las masas de aire y los frentes.
 
a) La circulación en altura: la corriente en chorro

En la zona templada en la que se encuentra España la circulación de las masas de aire en altura está dirigida por la corriente en chorro o jet stream. Se trata de una fuerte corriente de viento que circula de oeste a este a una altura de entre nueve y once kilómetros. La corriente en chorro separa las bajas presiones que hay sobre el polo, que se quedan a la izquierda de su trayectoria, de las altas presiones tropicales, que quedan situadas a su derecha. La corriente en chorro es responsable del tiempo en superficie. Este último depende de las variaciones que experimenta la velocidad de la corriente y de sus desplazamientos estacionales.

• La velocidad de la corriente es variable. Cuando el chorro circula rápido (a más de 150 km/h), tiene un trazado casi zonal (recto) oeste-este, con ondulaciones muy suaves. Pero cuando su velocidad disminuye la corriente en chorro describe profundas ondulaciones: crestas o dorsales que nos traen altas presiones (anticiclones) tropicales, y valles o vaguadas que nos traen bajas presiones (borrascas) polares. Las ondulaciones, que pueden llegar a desprenderse del chorro principal, permiten al aire polar penetrar muy al sur, y al aire tropical desplazarse hacia el norte.  
• El chorro experimenta también desplazamientos estacionales en latitud a lo largo del año. En invierno se desplaza hacia el sur y permite que se acerquen a la Península las bajas presiones polares. En verano se desplaza hacia el norte y permite que se acerquen a la Península las altas presiones tropicales.

b) La circulación en superficie: centros de acción, masas de aire y frentes.

La circulación atmosférica en superficie está dirigida por los centros de acción, las masas de aire y los frentes. 

• 1) Los centros de acción son áreas de altas y bajas presiones (anticiclones y borrascas respectivamente) y alrededor de ellos se organiza la circulación del aire. La presión atmosférica es el peso del aire sobre una unidad de superficie. Se mide en milibares (mb) con el barómetro y se representan en los mapas del tiempo mediante las isobaras o líneas que unen puntos con la misma presión. En estos mapas, las isobaras van de 4 en 4 mb. La presión normal es de 1013,5 mb. El anticiclón produce tiempo estable y seco, mientras la borrasca produce tiempo inestable, frecuentemente lluvioso, con situaciones de nubosidad. Puede ocurrir que existan zonas, entre dos depresiones y dos anticiclones donde se manifieste una región de presión casi uniforme, que se llama collado.

El viento va siempre desde las altas presiones hacia las bajas presiones, siguiendo trayectorias elípticas excéntricas (de dentro a fuera) en los anticiclones y concéntricas (de fuera a dentro) en las borrascas. Conociendo dónde están los anticiclones y dónde las borrascas se puede saber la dirección y el sentido aproximados del viento. Es más, se puede conocer también su velocidad, ya que ésta es proporcional al gradiente de presión, que nos lo indican las isobaras: cuanto más próximas aparecen las isobaras en un mapa más veloz es el viento. 

Por su origen, los centros de acción pueden ser térmicos o dinámicos.

• Un anticiclón térmico se forma cuando una masa de aire se enfría en contacto con el suelo (invierno): el aire frío pesa más, desciende y ejerce una alta presión. Una borrasca térmica se forma cuando el aire se calienta en contacto con el suelo (verano): el aire caliente pesa menos, se eleva y ejerce una baja presión.
• Los centros de acción dinámicos se forman en determinadas zonas en las que en altura la corriente en chorro describe crestas, y trae anticiclones, o vaguadas, y trae borrascas. 

Los centros de acción que dirigen la circulación de masas de aire sobre la Península y las Baleares son los siguientes:

• El anticiclón de las Azores es un anticiclón de carácter dinámico y de origen subtropical. Durante el verano el anticiclón de las Azores se sitúa sobre la Península y es el causante del buen tiempo: seco y soleado. Durante el invierno, el anticiclón de las Azores se desplaza hacia el sur, permitiendo la llegada al territorio peninsular de las borrascas atlánticas y de otras masas de aire. 
• Los anticiclones del Atlántico norte envían aire frío y marítimo.
• El anticiclón de Europa central sólo se presenta en invierno y es de origen térmico: se forma cuando en invierno el suelo del continente está muy frío. Provoca la llegada de un aire muy frío y seco que causa las olas de frío.
• El anticiclón Escandinavo envía masas de aire de origen polar. Produce temperaturas muy bajas.
• El anticiclón de la Meseta se forma en invierno cuando el suelo está muy frío por tanto es de origen térmico. Es el responsable de los días secos, soleados y despejados pero muy fríos de invierno.
• La depresión de Islandia se sitúa en el Atlántico norte, se trata de una borrasca de origen dinámico que en invierno se desplaza hacia el sur. Canaliza hacia la Península masas de aire frío marítimo (polar o ártico) y provoca numerosas precipitaciones.
• La depresión del golfo de Génova es una borrasca de origen dinámico. Es especialmente activa en otoño, debido a la elevada temperatura que tiene en esta época el agua del mar. Si coincide con una gota fría en altura provoca intensas precipitaciones en todo el litoral mediterráneo
• La depresión de las Azores, de aire cálido y húmedo, se puede formar en cualquier época del año, provoca lluvias generalizadas. 
• La depresión de la Meseta es una borrasca de origen térmico formada por el calentamiento del suelo meseteño en verano, provoca tormentas locales. Son las típicas tormentas de verano.
• En las Canarias el centro de acción principal es el anticiclón de las Azores. 

• 2) Las masas de aire son porciones de aire con unas características concretas de temperatura, humedad y presión. Estas características las adquieren en sus regiones de origen también llamadas regiones manantiales. Las regiones manantiales de donde proceden las masas de aire que afectan a la Península son la zona ártica (A), la zona polar (P) y la zona tropical (T). Las dos primeras dan lugar a masas de aire frías y la tercera a masas de aire caliente. En los tres casos, dependiendo de la superficie de la región de origen, pueden ser masas de aire marítimas húmedas  (m) o masas de aire continentales secas (c). Estas características de humedad y temperatura originales pueden modificarse si las masas de aire recorren largas distancias. 

El origen, características y tipos de tiempo que producen las masas de aire que afectan a la Península son los siguientes:

• Am: originaria de la zona ártica, tiene una circulación meridiana y transporta aire muy frío y en principio poco húmedo, pero que en su recorrido marítimo hacia la Península se va humedeciendo y se torna inestable. Sus efectos son: bajas temperaturas, lluvias y en ocasiones nieve.
• Ac: originaria del noreste de Europa o de Siberia. Es muy fría y seca. Da lugar a cielos despejados y heladas.
• Pm: originaria del Atlántico norte, es inicialmente fría y seca. En su recorrido hacia el sur se recalienta y humedece. En invierno produce precipitaciones en la cordillera Cantábrica y en la zona occidental de la Península. En verano origina fuertes tormentas. 
• Pc: originaria del continente europeo y de circulación NE-SO surge a partir del anticiclón térmico que se forma en invierno en Europa central. Es fría y seca. Produce tiempo muy frío y soleado.
• Tm: se origina en el Atlántico, en la zona de las Azores. Es cálida y húmeda. En su recorrido hacia el norte se enfría y se estabiliza. Da lugar a temperaturas altas en verano y suaves el resto del año.
• Tc: se origina en el norte de África, sobre el Sáhara. Transporta un aire cálido tropical y seco que provoca en la Península temperaturas elevadas, a veces olas de calor. Estas olas de calor pueden ir acompañadas de calima, pues este aire suele transportar partículas de polvo del Sahara en suspensión.

• 3) Los frentes son superficies que separan dos masas de aire de características distintas. Cuando se encuentran dos masas de aire que tienen características diferentes, se origina una perturbación atmosférica. Los frentes pueden ser cálidos, fríos u ocluidos: 

• Frente cálido: se produce cuando la masa de aire que hay tras el frente es la de aire cálido. El aire cálido alcanza al aire frío y lo remonta, ascendiendo sobre él en diagonal y alcanzando el punto de rocío , por lo que aparecen nubes. El resultado son lluvias poco intensas pero duraderas.
• Frente frío: se produce cuando la masa de aire que hay tras el frente es la de aire frío. El aire frío se introduce como una cuña debajo del aire cálido y lo obliga a elevarse de una forma más brusca que en el frente cálido. Al elevarse el aire cálido el vapor de agua que contiene se condensa y el resultado son lluvias intensas.
• Frente ocluido: se produce a causa de la diferencia de velocidad entre los frentes fríos, más veloces, y los frentes cálidos, más lentos. Cuando un frente frío sigue a un frente cálido y lo alcanza, entre los dos forman un frente único que llamamos frente ocluido. En este caso el tiempo puede ser muy variado. El frente ocluido puede ser frío o cálido según cual sea la masa de aire que permanezca en contacto con el suelo. 

En los mapas del tiempo los frentes cálidos se representan mediante una línea roja con semicírculos; los frentes fríos mediante una línea azul con triángulo, y los frentes ocluidos mediante una línea con alternancia de semicírculos y triángulos.

El frente más importante para España es el frente polar. El frente polar se genera al enfrentarse o “chocar” en el océano Atlántico la masa de aire tropical marítima del anticiclón de las Azores y la masa de aire polar marítimo de los anticiclones del norte del Atlántico. Al entrar en contacto ambas masas, el aire polar, frío, que es más pesado, se encuña bajo el tropical marítimo, cálido, que es más ligero y lo obliga a elevarse, formándose una borrasca o depresión. Al elevarse el aire cálido se enfría, se condensa y produce precipitaciones. Estas borrascas se llaman de tipo ondulatorio. 

Durante el verano, época en la que el anticiclón de las Azores se ha desplazado hacia latitudes altas, las borrascas y precipitaciones del frente polar afectan sólo al norte ya que el resto de la Península está bajo el dominio del anticiclón de las Azores. En invierno, las borrascas del frente polar sólo suelen afectar al sur de la Península, ya que el resto del territorio se encuentra bajo la influencia del anticiclón térmico de la Meseta o del anticiclón térmico de Centroeuropa. En otoño y primavera, época en la que el anticiclón de las Azores se ha desplazado hacia latitudes más bajas y no están los anticiclones térmicos de la Meseta y de Centroeuropa, las borrascas y precipitaciones del frente polar pueden afectar a toda la Península. En los mapas, el frente polar aparece representado en los mapas como una sucesión de frentes fríos y cálidos, también llamada familia de borrascas, que generalmente se desplazan de oeste a este.