Marmara iklimi, Marmara Bölgesi’nin kuzey Ege’yi de içine alacak şekilde güney kesiminde görülür. Genel olarak Balıkesir, Bursa, Çanakkale, Kocaeli, İstanbul, Tekirdağ ve Yalova şehirlerinde etkilidir.
Marmara iklimi; Karasal iklim, Türkiye’de Karadeniz iklimi ve Akdeniz iklimleri arasında bir geçiş özelliği göstermektedir. Buna bağlı olarak doğal bitki örtüsünü güney ve alçak kesimlerde Akdeniz kökenli bitkiler, yüksek kesimlerde kuzeye bakan yamaçlarda Karadeniz bitki topluluğu özelliğindeki nemli ormanlar oluşturmaktadır.
Bir geçiş kuşağında yer alan Marmara Bölgesi’nde Akdeniz ikliminin etkisi güneyden kuzeye doğru giderek azalır. İç kesimlerdeki Bilecik yöresi ve Ergene Havzasında ise step ikliminin özellikleri görülür. Kesintisiz dağ engelleri olmadığından bölgenin birçok kesimi Balkan Yarımadasının bazı kesimleri de İç Anadolu Bölgesi’nin etkilerine açıktır. Bu nedenle bazı kışlar bölgenin kıyılarını bile etkileyen soğuk baskıları bazı yazlar ise ağır sıcak dalgaları görülebilir.
Kıyı boyunca 5–6 °C olan en soğuk ay ortalama sıcaklığı iç kesimlere doğru gidildikçe azalır. Karasal etkilere açık Tekirdağ 4,3 °C ile öteki kıyı yerleşmelerine göre daha düşük bir ortalamaya sahiptir. Güney Marmara Bölümü’nde de en soğuk ay ortalamaları yaklaşık 5 °C dir. En sıcak ay ortalamaları hiçbir yerde 21 °C’nin altına inmediği gibi hiçbir yerde de 25 °C’yi geçmez. Marmara Bölgesi’nde günümüze kadar gerçekleşmiş olan en düşük sıcaklık tespiti Bursa’da -25,7 °C (9 Şubat 1929), en yüksek sıcaklık tespiti ise Balıkesir’de 43,7 °C (23 Ağustos 1958) olarak saptanmıştır.
Yağış rejimi bakımından Akdeniz yağış rejiminin hafiflemiş biçimi görülür. En kurak mevsim yaz, en yağışlı mevsim ise kıştır. Yıllık ortalama yağış miktarı genelde 500-1.000 mm arasında değişir. Bölgede ortalama kar yağışlı gün sayısı genellikle 10 günden azdır. İç kesimlerde bulunan ve İç Anadolu Bölgesi’ne yakınlığı iklim olaylarına yansıyan Bilecik’te ise kar yağışlı gün sayısı 19,5 gün olarak tespit edilmiştir.