寒露是二十四节气中第一个带“寒”字的节气，标志着天气由凉爽向寒冷过渡。进入寒露，太阳直射点继续南移，北半球地面接收的太阳热量显著减少，气温较白露时进一步降低。全国平均气温下降较快，地域差异显著：长江以南地区平均气温多在1520℃之间，华南日平均气温多不到20℃，长江沿岸地区最高气温难以突破30℃；西北、东北地区平均气温降至510℃，部分地区甚至低于0℃（如青海高原河谷低地）；昼夜温差极大，“吃了寒露饭，单衣汉少见”“白露身不露，寒露脚不露”等谚语生动反映了这一时期气温骤降、需加强保暖的特点。
降水显著减少，秋燥加剧
寒露时节，全国大部分地区进入雨季尾声，降水明显减少。北方地区降水稀少，普遍不足20mm，华北地区10月份降水量仅为9月的半数或更少；南方地区降水虽略多于北方，但也呈减少趋势，华南西部多在20mm上下，东部一般为3040mm。此时秋燥特征突出，空气湿度降低，气候干燥，容易出现皮肤干裂、口鼻干燥、咳嗽等“秋燥”症状，需注意补充水分、多吃滋阴润燥的食物（如梨、银耳、蜂蜜等）。
多晴朗少雨天气，利于秋收
受冷高压控制，寒露期间我国大部分地区天气以晴空万里、昼暖夜凉为主，风力较小，云量少，日照时间长，是全年日照率较高的节气之一，素有“秋高气爽”之称。这种天气对秋收十分有利，北方地区可抓紧收获玉米、大豆、花生、棉花等农作物，南方地区则进入单季晚稻成熟、双季晚稻抽穗灌浆的关键期，需防范干旱对作物生长的影响。
特殊天气现象：雾、寒露风、华西秋雨
雾和烟霾：寒露后，湿度较大且无风的条件下，辽宁东南部、河北山东东部、皖南、湘西等地易形成成片雾区，影响交通；城市中因污染物不易扩散，也可能出现烟霾或雾霾混合天气。
寒露风：是南方晚稻生长后期的主要农业气象灾害，指秋季冷空气入侵导致的显著降温（长江中下游地区连续3天及以上日平均气温低于20℃，华南地区低于22℃）。寒露风会造成晚稻瘪粒、空壳减产，需通过灌溉增温、施农家肥等措施抵御。
华西秋雨：主要影响西南地区（渭水、汉水流域、四川、贵州、云南东部、湖南西部、湖北西部），表现为秋雨绵绵、持续时间长（910月总雨日可达2030天），湿度大、云量多、日照少，对晚稻收晒、油菜播种有不利影响，需抢晴天完成“三秋”（秋收、秋种、秋管）工作。