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加利福尼亞州在美國是面積位居第三的大州，它有多種氣候類型，從該州南部乾燥的沙漠氣候到較高山區的半極地氣候，直到該州大部分地區的地中海式氣候。
具有地中海式氣候的地區，即沿海和中部內陸的山谷，夏季炎熱乾燥、冬季涼爽潮濕。由於存在冷的洋流，沿岸頻繁起霧，通常只要向內陸移動幾公里，便可找到燦爛的陽光。內陸地區冬季寒冷、夏季炎熱比沿海地帶更為明顯。
加利福尼亞州的東南部地區有類似於撒哈拉大沙漠的、炎熱、乾燥的沙漠氣候，這些地區中， 最熱的要算死谷，7 月份平均最高氣溫有47℃、平均最低氣溫有31℃，在那里達到過57℃ 的極值。
沿海岸線地帶氣候溫和，在舊金山，記錄到的平均最高溫度範圍在1 月到12 月的13℃ 和9 月份的23℃ 之間，而平均最低溫度範圍在1 月份的5℃和8 月到9月份的13℃ 之間。洛杉磯市比較熱，平均最低溫度在冬季為9℃ ，在8 月份為18℃；平均最高氣溫冬季為18℃， 在8、9 月份為25℃。在該州的內部，氣候的季節性差異更為明顯，在弗雷斯諾，平均最低氣溫在12 月份低達2℃，7 月為18℃，而平均最高氣溫在冬季為12℃，而7月份高達37℃。
加利福尼亞州的北部地區，其氣候比中部和南部更多雨並且更潮濕。在加利福尼亞州的北部， 降水量變化很大，在與內華達州交界處的內陸地區，年降水量為380 毫米，在尤里卡沿海地區有1300 毫米，在紅木公園有2500 毫米的峰值。在沿海，舊金山年降水量約為500 毫米， 降雨一般發生在11 月和次年3 月之間。
該州中部地區也有不同的降水量，北面的中央河谷有較高的降水量，而南面的降水量非常低， 接近沙漠氣候。在加利福尼亞州中部的弗雷斯諾，年平均降水量為265 毫米，降雨幾乎全部發生在11 月份到次年3 月份之間。南部沿海城市洛杉磯的年平均降水量為300 毫米，降雨一般也發生在11 月份到次年3 月份之間。
該州的大部分山區冬季下雪，尤其是在內華達山脈的山區。山脈的存在影響氣候，山脈的西坡比較多雨，而東坡比較乾燥並且經常乾旱，山區以東常常是沙漠化的氣候。
當去加州
訪問加利福尼亞的最佳時間是在4 月份和10 月份之間，主要考慮到在沙漠和半沙漠化的地區夏季幾個月的溫度明顯較高。
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氣候表
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| 洛杉磯 (39 米) | ||||
| 月份 | 平均低溫 (°C) | 平均高溫 (°C) | 雨量（毫米） | 平均降水日數 |
| 1月 | 9,3 | 18,1 | 68,8 | 6,0 |
| 2月 | 10,0 | 17,9 | 82,6 | 6,6 |
| 3月 | 10,9 | 18,0 | 47,0 | 5,8 |
| 4月 | 12,1 | 19,1 | 17,8 | 2,8 |
| 5月 | 14,1 | 20,1 | 5,6 | 1,2 |
| 6月 | 15,8 | 21,4 | 2,0 | 0,6 |
| 7月 | 17,6 | 23,2 | 0,8 | 0,5 |
| 8月 | 17,9 | 23,8 | 1,3 | 0,3 |
| 9月 | 17,3 | 23,7 | 5,3 | 1,0 |
| 10月 | 15,2 | 22,5 | 14,2 | 2,3 |
| 11月 | 11,8 | 20,5 | 28,2 | 3,4 |
| 12月 | 9,3 | 18,1 | 52,1 | 5,2 |
| 年 | 13,4 | 20,6 | 325,6 | 35,7 |
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| 舊金山 (39 米) | ||||
| 月份 | 平均低溫 (°C) | 平均高溫 (°C) | 雨量（毫米） | 平均降水日數 |
| 1月 | 7,6 | 13,8 | 114,3 | 11,7 |
| 2月 | 8,6 | 15,7 | 113,3 | 11,1 |
| 3月 | 9,2 | 16,6 | 82,8 | 11,0 |
| 4月 | 9,6 | 17,3 | 37,1 | 6,5 |
| 5月 | 10,6 | 17,9 | 17,8 | 3,8 |
| 6月 | 11,6 | 19,1 | 4,1 | 1,5 |
| 7月 | 12,3 | 19,2 | 0,0 | 0,3 |
| 8月 | 12,8 | 20,1 | 1,5 | 1,0 |
| 9月 | 12,8 | 21,2 | 5,3 | 1,7 |
| 10月 | 12,1 | 20,7 | 28,4 | 3,9 |
| 11月 | 10,1 | 17,3 | 80,3 | 8,9 |
| 12月 | 7,8 | 13,9 | 115,8 | 11,6 |
| 年 | 10,4 | 17,7 | 600,7 | 73,0 |
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| 弗雷斯諾 (FRESNO) (94 米) | ||||
| 月份 | 平均低溫 (°C) | 平均高溫 (°C) | 雨量（毫米） | 平均降水日數 |
| 1月 | 3,5 | 12,7 | 55,6 | 7,6 |
| 2月 | 5,3 | 16,4 | 51,6 | 8,6 |
| 3月 | 7,6 | 19,8 | 51,6 | 7,5 |
| 4月 | 9,7 | 23,7 | 24,1 | 4,5 |
| 5月 | 13,4 | 28,9 | 10,9 | 2,2 |
| 6月 | 16,9 | 33,3 | 5,3 | 0,7 |
| 7月 | 19,8 | 36,9 | 0,3 | 0,2 |
| 8月 | 19,0 | 36,2 | 0,3 | 0,3 |
| 9月 | 16,4 | 32,7 | 4,3 | 1,0 |
| 10月 | 11,7 | 26,4 | 16,0 | 2,5 |
| 11月 | 6,3 | 18,4 | 27,2 | 5,5 |
| 12月 | 3,3 | 12,7 | 45,0 | 7,5 |
| 年 | 11,1 | 24,8 | 292,1 | 48,1 |
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| 舊金山 | ||||
| 月份 | 海水溫度 °C | |||
| 1月 | 12 | |||
| 2月 | 12 | |||
| 3月 | 12 | |||
| 4月 | 12 | |||
| 5月 | 12 | |||
| 6月 | 12 | |||
| 7月 | 13 | |||
| 8月 | 14 | |||
| 9月 | 15 | |||
| 10月 | 14 | |||
| 11月 | 14 | |||
| 12月 | 13 | |||
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| 洛杉磯 | ||||
| 月份 | 海水溫度 °C | |||
| 1月 | 14 | |||
| 2月 | 14 | |||
| 3月 | 14 | |||
| 4月 | 14 | |||
| 5月 | 15 | |||
| 6月 | 16 | |||
| 7月 | 18 | |||
| 8月 | 18 | |||
| 9月 | 18 | |||
| 10月 | 18 | |||
| 11月 | 16 | |||
| 12月 | 15 | |||
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