Caracteriza-se por temperaturas moderadas, com alguma abundância de água no Inverno e escassez no Verão, varia entre o semi-árido (Cabo da Roca) e o moderado húmido (Serra de Sintra).

  Serra de Sintra com a característico "capacete". (M. Marcelino)

A região é conhecida pelos microclimas variados.
Os ventos dominantes, de norte, são forçados a subir, face à barreira da serra de Sintra, originando nebulosidade, nevoeiros e precipitação, principalmente na vertente norte. Toda a serra  de Sintra é mais fria, húmida e sombria do que o resto do território do PNSC.

 A presença do Oceano, cuja temperatura oscila apenas alguns graus ao longo do ano, modera a amplitude térmica na zona costeira, tanto diária com sazonal. A costa também recebe menos precipitação que as regiões interiores.
Adicionam-se ainda os efeitos do relevo e da vegetação na diversidade microclimática.