Das Erzgebirge liegt am 51. Grad nördlicher Breite. Dies bedingt deutliche, jahreszeitliche Temperaturschwankungen, die selbst auf dem Fichtelberg noch 16,6 Kelvin zwischen Winter und Sommer betragen. Je nach Klimaklassifikation gehört es damit zur kühlgemäßigten Zone mit subozeanischem Charakter (III/3 nach Troll/Paffen), während Köppen/Geiger sie in das Buchenklima der warmgemäßigten Regenklimate einordnen (Cfb). Die Höhenlagen sind dagegen schon dem Birkenklima der boreal subarktischen Klimate (Dfc) zuzuordnen, d. h. weniger als 4 Monate weisen Durchschnittstemperaturen über 10 Grad Celsius auf.
Verglichen mit Orten auf dem gleichen Breitengrad in Nordamerika oder Asien ist das Klima deutlich milder. Ursache hierfür sind meist westliche Winde, die feuchte Luftmassen vom Atlantik heranführen, der durch den Golfstrom aufgewärmt wird. Der Einfluss dieser Luftmassen und damit das maritime Klima nimmt im Erzgebirge von West nach Ost ab, während das kontinentale Klima in diese Richtung zunimmt. Dadurch sind im Osterzgebirge die Winter tendenziell kälter, die Jahrestemperaturschwankungen stärker ausgeprägt und die Niederschläge geringer. Dagegen wirkt sich im westlichen Erzgebirge die wärmespeichernde Wirkung der feuchten Luftmassen stärker aus, d. h. dort sind die Tag/Nacht- sowie Sommer/Winter-Unterschiede geringer.
Bei westlich-nordwestlicher Luftströmung liegt das Erzgebirge im Regenschatten von Thüringer Wald, Harz und sogar dem Rothaargebirge, sowie bei südwestlicher auch von Fichtelgebirge und Frankenwald. Dadurch liegen die Niederschlagsmengen unter denen anderer Mittelgebirge in Deutschland.
Die Temperaturen liegen das ganze Jahr über erheblich niedriger als im Tiefland und der Sommer ist merklich kürzer und bietet häufig kühle Tage. Die Jahresmitteltemperaturen erreichen nur Werte von 3 bis 5 °C. Im auf 922 m ü. NN gelegenen Oberwiesenthal treten im Schnitt nur etwa 140 frostfreie Tage im Jahr auf.
Dabei muss den Berichten älterer Chronisten nach das Klima in den vergangenen Jahrhunderten in den oberen Erzgebirgslagen noch rauer als heute gewesen sein. Quellen aus dieser Zeit berichten von harten Wintern, in denen das Vieh in den Ställen erfror und noch im April so viel Schnee fiel, dass Häuser und Keller zugeschneit wurden. Die Bevölkerung war regelmäßig von der Umwelt abgeschnitten. Das obere Erzgebirge wurde in der Vergangenheit daher oft mit dem Beinamen Sächsisches Sibirien versehen.
Die von Nordwest nach Südost ansteigende Pultscholle des Gebirges, die ein lang anhaltendes Abregnen als Stauregen bei West- und Nordwestwetterlagen ermöglicht, ruft eine im Vergleich zum Tiefland fast doppelt so hohe Niederschlagsmenge hervor, die bis in die Kammlagen auf über 1.100 mm ansteigt. Da ein Großteil des Niederschlages als Schnee fällt, bildet sich in vielen Jahren eine mächtige bis in den April anhaltende Schneedecke. Die Kammlagen des Erzgebirges gehören zu den schneesichersten Gebieten der deutschen Mittelgebirge. Es können Föhnwinde, aber auch der so genannte Böhmische Wind bei besonderen Südwetterlagen auftreten.
Aufgrund dieses Klimas und der großen Schneemengen gibt es bei Satzung, im Bereich der Grenze zu Böhmen, auf knapp 900 m ü. NN ein natürliches Latschenkiefern-Gebiet. Zum Vergleich: In den Alpen kommen Latschen erst ab 1.600 bis 1800 m ü. NN vor.
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