تقع إستونيا في الجانب الشمالي من المنطقة المناخية المعتدلة، وفي المنطقة الانتقالية بين المناخ البحري والمناخ القاري. ولأن إستونيا (وجميع أنحاء شمال أوروبا ) تتعرض باستمرار للتدفئة بفعل الهواء البحري المتأثر بحرارة شمال المحيط الأطلسي، فإنها تتمتع بمناخ أكثر اعتدالاً على الرغم من موقعها الشمالي. ويُحدث بحر البلطيق اختلافات في مناخ المناطق الساحلية والداخلية.
تتميز إستونيا بأربعة فصول متقاربة في المدة. ويتراوح متوسط درجات الحرارة في شهر يوليو، وهو أكثر الشهور دفئًا، بين 17.8 °م (64.0 °ف) على جزر البلطيق، و 18.4 °م (65.1 °ف) في المناطق الداخلية، أما في شهر فبراير، وهو أبرد فصول السنة، فيتراوح متوسط درجات الحرارة بين −1.4 °م (29.5 °ف) على جزر بحر البلطيق، و −5.3 °م (22.5 °ف) في المناطق الداخلية.
متوسط درجة الحرارة السنوية في إستونيا يصل إلى 6.4 °م (43.5 °ف). كما يتأثر مناخ إستونيا بالمحيط الأطلسي، وهي منطقة معروفة بتكون المنخفضات الجوية (الأعاصير خارج المدارية)، حيث يكون متوسط الضغط الجوي فيها أقل من المناطق المجاورة.
تقع إستونيا ضمن منطقة رطبة حيث تتجاوز كمية الأمطار فيها معدل التبخر الكلي. وقد تراوح متوسط هطول الأمطار في الفترة من 1991 إلى 2020 بين 573 إلى 761 مليمتر (22.6 إلى 30.0 بوصة) وبلغ عدد الأيام المطيرة في السنة بين 102 و127 يومًا، وكانت كمية الأمطار الأكثر وفرة وغزراة على المنحدرات الغربية لمرتفعات ككل من ساكالا وهانجا.