На озере Байкал погода обладает рядом особенностей и сильно отличается от погоды рядом находящихся районов с выраженным континентальным климатом.
Различие хорошо видны при сравнении температур воздуха у Байкала и в расположенном в 70 км от озера, городе Иркутск. В Иркутске в декабре морозы -25,-35°C, а на берегу Байкала, термометр опускается только до -15,-20°C. Летом в городе +25, +30°C, а на Байкале всего +15,+20°C. Прозрачность атмосферы над озером тоже отличается от прозрачности атмосферы в других местах. Над озером она на 13% выше чем над Иркутским районом.
Среднегодовая температура воздуха в южной части впадины -0,7°C, в средней - -1,6°C, в северной - -3,6°C. На западном берегу Байкала , у бухты Песчаная, среднегодовая температура воздуха положительная - +0,4°C. Это самое теплое место на озере и во всей Восточной Сибири.
По количеству часов солнечного сияния Байкал опережает соседние территории Сибири и некоторые западные и южные районы страны.
Туманы над озером не редки. В южной части котловины, на Хамар-Дабанском побережье, туманы опускаются довольно часто. Осадки выпадают крайне неравномерно. Меньше всего осадков выпадает в южной и юго-западной части острова Ольхон и на участке от реки Багульдейка до пролива Малые Ольхонские ворота. Больше всего осадков на побережье Хамар-Дабана.
На озере господствуют северо-западный (Горная) и северо-восточный (Верховик) ветер. Скорость северо-западного ветра в районе реки Сарма достигает 40 м/с, а в порывах и до 60 м/с.