2020年中国气候呈现"气温显著偏高、降水明显偏多"的特征，极端天气事件频发，气候年景偏差。全国年平均气温达10.25℃，较常年偏高0.7℃，为1951年以来第8个最暖年；平均降水量695毫米，较常年偏多10.3%，位列1951年以来第四多。这种异常气候格局在区域表现上差异显著，长江流域遭遇1998年以来最严重汛情，而华南地区则经历秋冬连旱，东北地区更首次出现台风"三连击"的罕见现象。
气温持续攀升成为2020年最突出的气候特征。江西省、浙江省、广东省、福建省年平均气温均创1961年以来新高，其中福建省以20.6℃的平均气温刷新当地纪录，较常年偏高1.1℃。高温事件呈现"出现早、持续久"的特点：5月1-9日中东部出现1961年以来最早高温过程；7月11日至9月3日，江南东南部、华南东部的高温持续时间达55天，为历史第二长。
降水空间分布极不均衡。长江流域和松花江流域降水量均为1961年以来最多，全国共出现37次区域性暴雨过程，暴雨日数为历史第二多（仅次于2016年）。梅雨期表现尤为异常：5月29日入梅，8月2日出梅，持续65天，雨量达759.2毫米，均创1961年以来新高。与此形成鲜明对比的是，华南地区降水偏少17%，福建省年降水量仅1373.2毫米，为历史少见的干旱年份。
长江流域特大汛情成为2020年最严重的气象灾害。夏季长江流域平均降水量达676毫米，较常年偏多49%，导致鄱阳湖、洞庭湖等湖泊面积大幅扩张，超过1998年同期水平。3月25日全国进入降雨集中期，较常年偏早12天，为汛期提前埋下隐患。
台风活动异常打破多项历史纪录。西北太平洋和南海全年生成23个台风，仅5个登陆我国，生成和登陆个数均偏少。7月出现1949年以来首次"空台"现象，而8月下旬至9月上旬，台风"巴威"、"美莎克"、"海神"接连影响东北地区，形成1949年以来首次台风"三连击"，给辽宁等地带来创纪录降雨。
区域性干旱呈现阶段性特征。4月中旬至夏初，长江以北多地出现干旱；秋冬季华南、江南等地发生气象干旱，导致浙江、福建、广东等省水库蓄水不足，农业生产受到显著影响。福建省闽侯县7月24日极端最高气温达41.1℃，与干旱形成叠加灾害效应。
强冷空气活动影响范围广。11月东北遭遇强雨雪天气，9个县市日降温幅度突破历史极值；12月中东部地区降温幅度超过12℃的面积达118.4万平方公里。辽宁省冬季平均气温达-5.7℃，较常年偏高1.6℃，但12月31日屏南县仍出现-7.0℃的极端低温。
北方地区以"温高雨多"为主要特征。辽宁省年平均气温9.6℃，较常年偏高0.8℃，为2014年以来连续第7个暖年；降水量710毫米，较常年偏多10%，其中冬季降水偏多1倍，创2009年以来最多。这种水热条件虽总体利于农业生产，但8月上旬辽西地区仍出现"掐脖旱"，导致玉米空杆率上升。
南方地区呈现"暖干"与"湿涝"两极分化。福建省全年经历3次