El monto anual de lluvias oscila entre los 600 y los 750 mm.
En el 90% del territorio de la provincia impera el clima subtropical, con una marcada estación seca, que se acrecienta de este a oeste.

Se caracteriza por tener una temperatura media anual superior a los 20º C, gran sequedad del medio ambiente, días de temperaturas altas y noches frescas, incluso con heladas, una estación muy seca entre mayo y octubre, las precipitaciones apenas sobrepasan los 50 mm. que se convierte muchas veces en sequía, y un verano poco ventoso o con calmas muy prolongadas.

En el sudoeste, la marcada continentalidad y la ausencia de influencia marítima, se manifiestan en el clima árido serrano, con veranos calurosos, secos y ventosos e inviernos templados.
En los veranos tórridos el agente temperador es la altura de las sierras.

En éstas, las precipitaciones son más abundantes en las laderas orientales, pues están expuestas a los vientos húmedos del este.
En general, Santiago del Estero recibe 540 mm. de lluvias anuales, pero bajo este tipo climático no supera los 200 mm.
Chaparrones breves y violentos se suman a la erosión cólica, causada por partículas en suspensión transportadas por el viento.

En invierno, la ausencia de precipitaciones es singular.
En un pequeño sector en el oriente, departamento Ojo de agua, las condiciones climáticas se tornan más benignas, propias de un clima templado serrano.