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飛騨地方の大部分と美濃地方の一部は日本海側気候、美濃地方の大部分は太平洋側気候、飛騨地方・美濃地方の各一部は中央高地式気候となっている。県内全域で内陸性気候をあわせ持ち、一部地域は豪雪地帯・特別豪雪地帯でたびたび大雪に見舞われる。 冬は乾燥した晴天の日が多く、岐阜県西部では、伊吹おろしという乾燥した冷たい風が吹く。このため体感温度が北日本並みに一気に低下する日もある。強い冬型の気圧配置になると雪雲が、流入し岐阜県西部で局地的な大雪に見舞われることがある。 美濃地方は低い山に囲まれているということもあって、夏は暑く冬は寒い。特に東濃の多治見市では、その年の国内最高気温を記録することもある（2007年8月16日、国内の過去最高気温となる40.9度を記録した）。夏期には内陸性の気候に加え、ヒートアイランド現象、さらに西風が吹いた際には、関西地方の熱風が伊吹山系によりフェーン現象を起こしてさらに気温が上昇するため、高温を記録することが多く、「岐阜が日本で一番暑苦しい」と言う人も多い[誰?]。 飛騨地方は標高も高いこともあり、気温は美濃地方と比べると低いが、夏期には猛暑日を記録することもある。冬期は内陸山間部では気温が低く、特に高山市荘川町六厩（むまや）は、亜寒帯湿潤気候で本州の人が住んでいる土地では最も寒い地域のひとつとも言われており、1981年2月28日には-25.4度を記録した。