Er heerst op 95% van Groenland een arctisch klimaat door het ijs en sneeuw, echter heerst er in het kustgebied meer een toendraklimaat. De zee aan de westkust, de ijskappen en de frisse wind beïnvloeden het klimaat waardoor het weer lokaal heel erg kan variëren.
Door de ligging in het hoge noorden is de luchtkwaliteit een van de beste wereldwijd. In het zuidelijke deel van het land en in het binnenland lopen de temperaturen op tot boven de 20°C tijdens de korte zomer waarbij de temperaturen in het noorden niet hoger uitkomen dan 10°C. Op het landijs wordt het desalniettemin niet warmer dan ongeveer -11 graden.
In de winter verschillen de temperaturen nogal en kunnen de temperaturen zakken in het noorden tot -50°C en in het zuiden tot -20°C. De laagste temperatuur ooit gemeten op Groenland was -70°C in het jaar 1954.
Doordat Groenland een lage luchtvochtigheid heeft voelen de lage temperaturen aangenamer aan dan op andere koude bestemmingen. Neerslag komt in de zomerperiode voornamelijk voor in het zuiden terwijl het verder het hele jaar sneeuwt. In de kustgebieden valt er gemiddeld 2000 millimeter neerslag per jaar die over het jaar verdeelt is al valt er tijdens de zomerperiode meer neerslag dan in de winter.
Een groot voordeel van de noordelijke ligging van Groenland zijn de bijzondere natuurverschijnselen; de middernachtzon in de zomer, poolnacht in de winter en het noorderlicht. Hoe noordelijker je gaat, des te beter deze natuurfenomenen zichtbaar zijn.
Bovendien komt de middernachtzon ook in de zuidelijke delen van Groenland voor, al staat de zon waarschijnlijk minder hoog aan de hemel dan in het noorden. Groenland ligt voor 75% boven de poolcirkel en slechts 25% is gelegen op dezelfde breedtegraad als Schotland waar desondanks een kouder klimaat heerst.