A ocorrência de neve é rara e restrita a alguns pontos da região (e.g. Caçapava do Sul, Canguçu, Encruzilhada do Sul, Pinheiro Machado e Santana da Boa Vista). Durante o inverno, o menor fotoperíodo ocorre em junho, totalizando cerca de 10 h diárias de luz. Em contraste, as temperaturas de primavera e verão atingem, respectivamente, as médias máximas absolutas de 34°C e 38°C em grande parte da região (exceto áreas serranas). Durante o verão, o fotoperíodo atinge o maior comprimento no mês de dezembro, quando totaliza em média 14 h diárias de luz. A amplitude térmica diária também é acentuada no Pampa, devido à vegetação predominantemente campestre, que limita a estabilidade microclimática. Essa variação circadiana na temperatura do ar pode ser ainda mais acentuada onde a vegetação é esparsa, entremeada com solo exposto, como nas dunas da Planície Costeira.

Alguns fatores climáticos variam regionalmente obedecendo, ao que tudo indica, um gradiente de continentalidade: a radiação solar total aumenta desde os campos da Planície Costeira até os campos da região oeste, enquanto a umidade relativa do ar apresenta tendência contrária. A variação circanual na umidade do ar não é acentuada, já que historicamente não atinge valores menores que 60% ao longo das estações. As chuvas variam regionalmente de 1200mm a 1900 mm e são bem distribuídas ao longo do ano, sem a ocorrência de estação seca definida. Entretanto, as elevadas temperaturas registradas de dezembro a março promovem alta evapotranspiração, com consequente potencial de déficit hídrico superficial durante o verão (i.e. o volume evaporado pode exceder o volume precipitado durante o período). Em oposição, a maior disponibilidade hídrica ocorre durante o inverno, quando a temperatura do ar é baixa. Regionalmente, os maiores déficits hídricos superficiais ocorrem nos campos da Planície Costeira e do extremo oeste do Pampa, enquanto a maior disponibilidade hídrica potencial ocorre no limite norte do bioma, em parte dos campos da Depressão Central e nos campos do Planalto.

Vale ressaltar que variações climáticas interanuais podem ocorrer na região e ter relação com os fenômenos El Niño e La Niña. Ambos são fenômenos atmosférico-oceânicos e oceânico-atmosféricos que interferem no clima (no regional e global), devido às mudanças nos padrões de vento, que por sua vez interferem nos regimes de chuva em regiões de latitudes médias, incluindo o Pampa. Em anos afetados pelo El Niño, há um aquecimento anormal das águas superficiais do Oceano Pacífico Tropical. Esse aquecimento faz com que a região Pampiana apresente clima mais chuvoso e quente no período de primavera e início de verão. Já a La Niña, caracterizada pelo esfriamento anormal do Oceano Pacífico Tropical, causa efeitos contrários ao El Niño. Desta forma, no mesmo período supracitado, geralmente prevalece um clima mais frio e seco na região, com maiores chances de estiagens.