Климат Ижевска, расположенного в средней части умеренного климатического пояса, характеризуется сезонностью с продолжительной холодной зимой, сравнительно коротким тёплым летом, хорошо выраженными переходными сезонами (весной и осенью). Кроме того, Ижевск расположен на Восточно-Европейской равнине, значительно удалён от крупных и высоких горных массивов, что приводит к высокой проникаемости воздушных масс из самых разных областей и, следовательно, большому разнообразию типов погоды, наблюдающихся в течение года.
Циркуляция атмосферы В Ижевске и его окрестностях хорошо проявляется характерная черта циркуляции атмосферы в умеренных широтах — преобладание западного переноса воздушных масс в тропосфере, благодаря этому велико влияние на климат воздушных масс, рождающихся в Атлантическом океане, несмотря на то, что области их формирования удалены от Ижевска более чем на 3000 км. Атлантические воздушные массы приносят с собой облачную погоду с выпадением осадков, зимой их приход вызывает значительное потепление, летом же, напротив, некоторое похолоданиеРысин И. И. (ред.). География Удмуртии: природные условия и ресурсы.— Ижевск: Удмуртский университет, 2009. — C.92—129..
С севера, реже с северо-запада или северо-востока вторгаются арктические воздушные массы, следствием чего становится установление малооблачной холодной погоды, как правило, без осадков. Иногда арктические воздушные массы своеобразно проникают с юго-востока: продвигаясь на юг по Западной Сибири, а затем, огибая южную часть Урала, направляются на северо-запад, доходя, в частности, до Ижевска. Сильное понижение температуры зимой может быть вызвано влиянием холодного континентального воздуха умеренных широт, приносимого из внутренних районов Сибири и Центральной Азии. Под его влиянием в тёплое время года устанавливается тёплая, но в то же время облачная погода, нередко с дождями и грозами. С юга и юго-запада, а в летнее время и с юго-востока поступают тропические воздушные массы, приход которых становится причиной оттепелей зимой и жаркой засушливой погоды летом.
Атмосферное давление и ветер Среднегодовое атмосферное давление в Ижевске равняется 997 мб. Отклонения отдельных годовых значений от данного показателя незначительны, не более 3 мб, что свидетельствует об устойчивости атмосферного давления и атмосферных процессов. В холодный период года давление воздуха выше, чем в тёплый. С ноября по февраль средние месячные значения атмосферного давления изменяются несущественно и примерно равно 1000 мб. Начиная с марта, данный показатель уменьшается каждый месяц на 1—3 мб, достигая минимума в июне (990 мб).
Перепады атмосферного давления способствуют появлению ветра. Поскольку в целом атмосферное давление проявляет достаточно высокую стабильность и, как правило, не склонно к резким изменениям, то и скорость ветра редко бывает высокой. Средняя скорость ветра (по данным многолетних наблюдений 1966—2004 гг.) равняется 3,6 м/с. С октября по май скорость ветра в среднем имеет значения 3,7—3,9 м/с, а в летние месяцы они заметно снижаются (до 2,6 м/с в июле и 2,9 м/с в августе). В среднем за год наиболее часты западные, юго-западные и южные ветры (повторяемость каждого из них равняется 15—20 %), реже всего на метеостанции Ижевска регистрируется восточный ветер (7 %). Однако не во все времена года преобладающие ветры одинаковы: так, в холодный период года наряду с перечисленными направлениями почти так же часты юго-восточные ветры, а летом высока повторяемость северо-западных и северных ветров. Часты штили (15 % в год), наиболее высока их повторяемость в июле (24 %), минимум их приходится на середину и конец осени (9—10 % в октябре и ноябре).
Температурный режим атмосферы Средняя годовая температура воздуха в Ижевске положительная и составляет +3,0 °С. Отрицательное значение температуры за год за всю историю метеонаблюдений отмечено лишь однажды, в 1969 году (-0,1 °С). Почти в каждый из месяцев 1969 года фиксировались среднемесячные температуры ниже климатической нормы, но особенно заметные отклонения были отмечены в первое полугодие: в каждый из его месяцев, за исключением апреля, отрицательные аномалии превышали 5 °С. Самым тёплым был 1995 год, когда средняя температура за год в Ижевске составила +4,7 °С, близки к этому рекорду были значения её в 2008 и 2016 годах (+4,5 и +4,4 °С соответственно). В эти годы отмечалась чрезвычайно тёплая погода с частыми сильными оттепелями хотя бы в один из месяцев холодного периода года, ранний приход весны и тёплое, даже жаркое летоПогода в Ижевске — климатический монитор (www.pogodaiklimat.ru) . В целом показатель среднегодовой температуры Ижевска достаточно стабилен, отклонения от климатической нормы, как правило, не превышают 1°С, аномалии же температур свыше 2°С и вовсе исключительны (в период с 1958 по 2017 год такие аномалии отмечались лишь дважды, в 1969 и 1976 годах), что присуще умеренно континентальному климату умеренного пояса. Наблюдается тенденция к увеличению среднегодовых температур: за 20-летний период с 1998 по 2018 годы положительная их аномалия отмечалась 15 раз, а редкие отрицательные отклонения были незначительны (до −0,3 °С).
Более изменчивы показатели среднемесячных температур воздуха. Особенно велики различия средних месячных температур по годам для зимних месяцев. Так, в самый холодный январь 1969 года средняя месячная температура была равна −24,7 °С, в то время как в январе 2007 она составила лишь −4,7 °С. Наибольшую стабильность демонстрируют среднемесячные температуры июля и сентября (разницы между максимальными и минимальными значениями составляют 7,4 и 8,4 °С соответственно). Наиболее низкие температуры воздуха, как правило, отмечаются в январе (средняя месячная температура равна —12,4 °С), а самые высокие — в июле (+19,0 °С), однако случаи, когда самым холодным месяцем становится декабрь или февраль (данное явление отмечается в среднем раз в 2 года), а самым тёплым — июнь или август (раз в 3 года), не так уж и редки.
Сравнительно высоки также и колебания среднесуточных температур. Суточный ход температур хорошо выражен в любое время года, но наиболее высокие колебания температур отмечаются в мае и июне (разность между средней максимальной и средней минимальной температурой достигают 12,3 и 12,0 °С соответственно), наименьшие амплитуды температур фиксируются в конце осени и начале зимы (в октябре и декабре они в среднем равны 6,5, а в ноябре — 5,4 °С). Несколько раз в десятилетие отмечаются исключительные случаи, когда температура в течение суток изменяется более чем на 20 °С, связанные чаще всего со сменой определяющих погоду воздушных масс с разными физическими свойствами. Например, за один только день 27 января 1973 года температура воздуха понизилась с −0,5 до −30,2 °С.