Malatya, Doğu, Güneydoğu ve Orta Anadolu arasında yer alan bir ovadır. Ova, kuzeyden güneye doğru hafif bir eğimle uzanır. Arazi denizden uzak ve yüksektir. Bu nedenle de Malatya'nın iklimi serttir. Yazlan sıcak ve kurak; kışları ise, çoğu kez yağışlı ve soğuk olan sert iklimine karşın bölgede yer yer Doğu, Güneydoğu ve İç Anadolu iklim özelliklerini de görmek mümkündür. İklim, değişik özellikler gösteren üç ayrı bölgede incelenebilir. İldeki yüksek platolarda İç Anadolu'nun step iklimi gözlenir.

Güney ovasında, Fırat-Dicle nehirleri arasının ılık iklimi ile Suriye Çölü'nün yakıcı sıcaklarının etkisinde özel bir Akdeniz iklimi görülür. Dağlık bölgelerde ise, kışları soğuk olup, her iki bölgenin de etkisinde bulunan bir iklim hüküm sürer. Denizden yüksekliği 900 metre olarak kabul edilen Malatya'da yılın en yağışlı mevsimi ilkbahardır. Yılın 130 -140 günü tamamen güneşli, 50-60 günü kapalı ve güneşli geçer. Geriye kalan günler hep parçalı bulutludur. Isı genellikle -20 ile +40 derece arasında seyreder. 1920 yılından sonra günümüze kadar en düşük sıcaklık -21.1, en yüksek sıcaklı ise +41 derece olarak tespit edilmiştir.

Yıllık yağış ortalaması 382.6 mm'dir. Bu iklim şartlarının kayısı yetiştiriciliği için çok elverişli olduğu bilinmektedir. En sıcak aylar Temmuz ve Ağustos, en soğuk aylar ise Ocak ve Şubat'tır.
İlimizde bitki örtüsü olarak ormanlık alanlara pek rastlanmaz, ancak Pütürge ilçesinin dağlarında meşe ormanları genişçe bir yer tutar. Akarsu kıyılarında bol sayıda söğüt, kavak ve ceviz ağacı yetiştirilmiştir. Başta kayısı olmak üzere elma, armut, şeftali, kiraz, vişne, dut, üzüm ve burada sayamadığımız birçok meyve çeşidi önemli miktarda yetiştirilmektedir. Son yıllarda Yeşilyurt ve Akçadağ ilçelerinde Antep fıstığı yetiştirilmesine başlanmış ve olumlu sonuçlar alınmıştır.

İlkbaharda yağışlarla yeşeren dağlar, yaz aylarındaki sıcaklık ve ardından gelen kuraklık sonucunda bozkır haline dönüşür. İl sınırları içerisinde bulunan topraklarımızın yüzde 53'ünü çayır ve meralar, yüzde 10'unu ormanlık ve fundalık alanlar oluşturur.