La provincia di Prato si caratterizza per vari tipi di microclima in funzione dell'altitudine e dell'orografia, essendo attraversata nella parte settentrionale dalla dorsale appenninica, con una porzione di territorio del comune di Vernio situato oltre lo spartiacque, mentre nella parte meridionale il territorio si eleva verso le pendici collinari sud-orientali del Montalbano: tra le due aree si estende, nella parte centrale, un'area pianeggiante lungo il corso del fiume Bisenzio e dell'ultimo tratto dell'Ombrone Pistoiese, che è parte integrante della piana che si estende tra le città di Firenze e di Pistoia. Dal punto di vista termometrico, le stazioni idrologiche presenti sul territorio presentano una temperatura media annua di 14,4 °C a Prato Galceti (stazione rurale con +6,0 °C di media nel mese più freddo e +24,1 °C di media nel mese più caldo) e a Vaiano (stazione urbana con +8,3 °C di media nel mese più freddo e +22,8 °C di media nel mese più caldo), 14,6 °C ad Artimino (stazione rurale con +8,1 °C di media nel mese più freddo e +23,5 °C di media nel mese più caldo), 14,7 °C a Capezzana (stazione rurale con +6,9 °C di media nel mese più freddo e +24,7 °C di media nel mese più caldo) e 15,0 °C a Prato Centro (stazione urbana con +6,0 °C di media nel mese più freddo e +24,3 °C di media nel mese più caldo). Analizzando gli aspetti pluviometrici, tutte le stazioni presentano un minimo estivo, più o meno accentuato in base alla loro ubicazione, un picco massimo autunnale e un massimo secondario nei mesi primaverili. Le stazioni idrologiche pluviometriche presenti nella provincia, più numerose di quelle termometriche, indicano nell'area appenninica la zona più piovosa della provincia e nell'estremità sud-orientale del territorio provinciale la zona meno piovosa, che si viene a trovare in parziale ombra pluviometrica per effetto del massiccio collinare del Montalbano. I dati delle precipitazioni medie annue fanno registrare il valore di 1.661 mm a Cantagallo, 1.611 mm a Sasseta di Vernio, 1.592,5 mm a Gavigno, 1.413 mm a Fattoria di Iavello, 1.238 mm a Vaiano, 1.224,5 mm a Montecuccoli, 1.210 mm a La Briglia, 1.097 mm a Capezzana, 1.037 mm a Prato Galceti, 951 mm a Prato Centro, 834 mm ad Artimino e "soltanto" 722 mm a Comeana che risulta in parziale ombra pluviometrica rispetto a tutte le altre aree della provincia.