يخضع مناخ أستراليا في المقام الأول لحجمها وللهواء الساخن الهابط من الحزام شبه الاستوائي مرتفع الضغط. يتحرك ذلك شمالًا وجنوبًا مع المواسم. يتنوع المناخ مع جفافات متكررة تستمر لعدة مواسم، يُعتقد أنها ترجع جزئيًا لظاهرة النينيو، التذبذب الجنوبي. تحظى أستراليا بتنوع كبير في المناخ بسبب مساحتها الجغرافية الكبيرة. يعتبر الجزء الأكبر من أستراليا صحراء أو شبه قاحل. يتمتع الركنان الجنوبي الشرقي والجنوبي الغربي فقط بمناخ معتدل وتربة خصبة إلى حد ما. يتمتع الجزء الشمالي من البلاد بمناخ استوائي، يتنوع بين الغابات الاستوائية المطيرة والأراضي العشبية والصحراء.
ولأن أستراليا قارة متوسطة الحجم يفصلها المحيط الجنوبي عن المناطق القطبية؛ فهي ليست عرضة لحركات الهواء القطبي البارد خلال الشتاء بالشكل الذي تتعرض له القارات الأخرى في نصف الكرة الشمالي خلال شتاءاتها. وبالتالي، يأتي الشتاء في أستراليا لطيفًا نسبيًا، مع درجة أقل من التباين في درجة الحرارة بين الشتاء والصيف مقارنةً بالقارات الشمالية. يمكن للارتفاعات والانخفاضات الموسمية أن تكون شديدة. تتراوح درجات الحرارة مما يتخطى 53 درجة مئوية (127 فهرنهايت) إلى ما دون 0 درجة مئوية (32 فهرنهايت). تُلطف درجات الحرارة الدنيا.
ترتبط ظاهرة النينيو (التذبذب الجنوبي) بالاضطراب الموسمي في العديد من المناطق حول العالم. تعتبر أستراليا من أكثر القارات التي تتأثر وتتعرض للجفافات الممتدة بجانب فترات كبيرة من الأمطار. عادة ما تضرب العاصفة الترابية منطقة ما كما تشير التقارير إلى حدوث الأعاصير العارضة. كما ترتبط الأعاصير الاستوائية والموجات الحارة وحرائق الغابات والصقيع في البلاد بالتذبذب الجنوبي. تفتك مستويات الملوحة المرتفعة والتصحر في بعض المناطق بالطبيعة.
يُعتبر التغير المناخي في أستراليا قضية سياسية محل نزاع بشكل كبير. ارتفعت درجات الحرارة في البلاد بما يقارب 0.7 درجة مئوية بين عامي 1910 و2004، متتبعةً الاتجاه الصاعد للاحتباس الحراري. ازداد دفء درجات الحرارة الصغرى في الليل أسرع من درجات الحرارة العظمى نهارًا في السنوات الأخيرة. أُرجع الاحترار الحادث في نهاية القرن العشرين إلى زيادة تأثير ظاهرة البيت الزجاجي. طبقًا لمكتب الأرصاد الجوية الأسترالي (BOM)، فإن 80% من الأراضي تستقبل أقل من 600 مللي متر (24 بوصة) من الأمطار سنويًا، كما تستقبل 50% من الأراضي أقل من 300 مللي متر (12 بوصة). في المجمل، تحظى أستراليا بمتوسط سنوي لهطول الأمطار يعادل 419 مللي متر (16 بوصة).