En las sierras prevalece el clima subtropical serrano, cuyas temperaturas y precipitaciones varían según la altitud.
En general, es cálido y húmedo.

En una estrecha faja del oriente tucumano, se origina parte de la Diagonal Fluvial, donde se manifiesta un clima subtropical con un período marcadamente seco entre los meses de mayo y septiembre.

En la franja denominada Nevados del Aconquija, se manifiesta el clima subtropical serrano, con abundantes lluvias que varían según la altitud del terreno.

Las precipitaciones alcanzan hasta los 1.800 mm. anuales en algunos puntos de la montaña y 600 mm. anuales en el límite oriental llano.
Las temperaturas, influenciadas por el relieve, descienden de este a oeste.
El valle de Santa María, por no estar expuesto a los vientos húmedos del este, adquiere características de aridez.