藏南和藏北气候差异很大。藏南谷地受印度洋暖湿气流的影响，温和多雨，年平均气温8℃，最低月均气温-16℃，最高月均气温16℃以上。藏北高原为典型的大陆性气候，年平均气温0℃以下，冰冻期长达半年，最高的7月不超过10℃，6—8月较温暖，雨季多夜雨，冬春多大风。仅就气候而论，到西藏旅游，3—10月较为适宜，其中6—9月为最佳时节。近年来，钟情于冬季进藏旅游的国内外游客也在不断增多。
西藏是中国太阳辐射能最多的地方，比同纬度的平原地区多1倍或三分之一；日照时数也是全国最高的，拉萨市的年平均日照时数为3021小时，而成都是1186.84小时，上海是1932.5小时。与中国内地相比，西藏多数地区气温偏低，年温差小但昼夜温差大。拉萨、日喀则的年平均气温和最热月气温比相近纬度的重庆、武汉、上海低10—15℃。拉萨、昌都、日喀则等地的年温差为18—20℃；阿里地区海拔5000米以上的地方，8月白天气温为10℃以上，而夜间气温会降至0℃以下。
念青唐古拉山主峰远眺
山脉
西藏高原北有连绵千里的昆仑山脉及其支脉唐古拉山脉，南有喜马拉雅山脉，西有喀拉昆仑山脉，东有山高谷深的横断山脉，境内还有纵贯东西的冈底斯—念青唐古拉山脉及其支脉，平均海拔在4000米以上，其中海拔在7000米以上的高峰有50多座，8000米以上的有5座，自然景观独具风采。
西藏高原的山脉，基本分为近东西向和近南北向两组。主要有：
喜马拉雅山脉 蜿蜒于西藏高原南侧。是地球上最高、最年轻的山系。由许多近似东西向的平行山脉组成，其主要部分在中国与印度、尼泊尔的交界线上，全长2400公里，宽约200—300公里，主脊山峰平均海拔6200米，其中海拔8844.43米的世界第一高峰——珠穆朗玛峰，耸立在喜马拉雅山中段的中尼边界上，周围有42座7000米以上的山峰，其中4座超过8000米。
昆仑山脉 自西向东横亘在西藏高原的西北缘，平均海拔5500—6000米。是中国永久积雪与现代冰川最集中的地区之一。
喀拉昆仑山—唐古拉山脉 前者主体部分在新疆与克什米尔的交界线上，这条山脉以东山体零散；在东经90°附近，形成了东西延伸的唐古拉山脉，其最高峰格拉丹冬峰，海拔662l米，为中国第一大河——长江的发源地。
冈底斯山—念青唐古拉山脉 位于藏北高原的南缘，为藏北与藏南、藏东南的自然分界线，也是西藏内外流水系的主要分水岭。冈底斯山脉的主峰冈仁波齐，海拔6656米。念青唐古拉山的主峰念青唐古拉峰，高7162米。