气候统计量通常要求有较长年代的记录，以便使所得的统计结果比较稳定，一般取连续30年以上的记录即可。为了对某区域或全球范围的气候进行分析比较，必须采用相同年份或相同年代的资料。为此，世界气象组织曾先后建议把1901～1930年和1931～1960年两段各30年的记录，作为全世界统一的资料统计年代。在一些气候变化不大的地区，或对于一些年际间变化较小的要素，其连续10年以上的统计结果，也具有一定的代表性。
是基本气候资料中最常用的统计量。必须统计平均值的气象要素，有气压、气温、湿度、风速和云量等。日平均值是一昼夜的 24次、8次或 4次观测值的平均数据。候平均值、旬平均值和月平均值，分别为每 5天、10天和30天（或31天）中的日平均值的平均数据。年平均值则为一年12个月的月平均值平均所得的数据。多年平均值为某要素逐年同期的平均值，在相当长（至少连续30年）的时期内平均所得的数据。为了解气候的变化或某气象要素的变化，还常用距平值。它是一系列数值中的个别值与平均值之差。个别值大于平均值者称正距平，小于平均值者称负距平。主要有对多年平均值的偏差、气候要素在某一特定地点的数值与该要素在该地所在纬圈的平均值之差等。
是某气象要素观测值在一定时段内的累积量。如：某年7月的月降水量，就是该年 7月1～31日所有各日降水量的总和；某年的年降水量则为该年 1～12月各月降水量的总和。统计总量的要素有：降水量、日照时数、蒸发量和辐射量等。
某气象要素自有观测记录以来的极端数值或在某特定时段的极端数值。实际应用的有平均极值、极端极值和一定保证率的极值等三种。平均极值是指对每天观测到的某项极值(如最低温度)进行旬、月、年和多年平均的结果。如北京在1951～1970年的20年间,7月平均最高气温为31.1°C，1月平均最低气温为-10.0°C。极端极值是从某要素在某时段的全部极值观测记录中挑选出的最极端的数值（表1）。如北京在1951～1970年的20年中，极端最高气温曾达到40.6°C（1961年6月10日）,极端最低气温为-27.4°C（1966年2月22日）。
气候资料中的极端极值同统计的时段（候、旬、月、年）和记录的年代有关，时段和记录的年代不同，极端极值就可能不同。
在解决许多实际生产任务时,往往不取极端极值,而取某种保证率的极值,如取30年（或50年、100年甚至更长时段）一遇的极值。这种极值是根据一定时间的实测资料，按照数理统计极值频数分配理论计算出来的。
将某气象要素的全部观测序列，按数值大小分成若干组，各组中所含的次数称为频数；各组的频数所占总次数（即各组频数的总和）的百分比即称为频率。将频率按一定顺序逐个累加的结果，称为累积频率。
为表示某地在一定时间内的风向和风速的频率，常用形似玫瑰花朵的风玫瑰图。风向一般用 8个方位或16个方位表示。风向风玫瑰的模量，表示各风向的频率。频率最高，表示该风向出现的次数最多（图1）。风玫瑰图通常有年、季和月等多种，也有按特定风速绘制的风玫瑰，如大于10.0米/秒或小于3.0米/秒的风向风玫瑰等。风玫瑰图可供城市规划、 港口和机场设计、工厂建筑设计以及气候研究等方面使用。
表示气象要素观测资料序列变动程度的数量。气候学中一般用相对平均差()表示变率,即：
式中为各观测值序列,塣 为多年平均值，为序列样本数。在气候学中，将上式的分子部分，即距平绝对值的平均称为平均绝对变率,为以百分率表示的相对平均差，称为平均相对变率，或简称变率。
变率的大小表示该要素年际间变化的程度。降水变率是使用较广的一种统计量，常用来比较不同地区降水的多年变化特征和旱涝特征。例如，开罗和仰光两地降水量的年平均绝对变率虽然都是17毫米，但是年平均降水量却分别为 34毫米和 2540毫米，所以开罗年降水量的平均相对变率为17/34=50%，而仰光则为17/2540=0.68%。这表明开罗年降水量的年际间变化很大；而仰光则很小，年降水量相当稳定。中国大部分地区的降水变率都比较大（表2）。
