İklimi bölgelere göre değişiklik göstermektedir. Kuzey bölümünde kara iklimi, orta ve güney bölümünde ise ılıman iklim hakimdir. Yaz aylarında ortalama sıcaklık 24-26 °C arasında değişir. Kış aylarında ise -10 ile +10 °C arasındadır. Ortalama senelik yağış miktarı 200-1700 mm arasındadır.

Hazar Denizinde, Türkmenistan kıyısında Kuları, Kalpin, Çeleken, Aşur Ada, Koğurçı; Azerbaycan kıyısında Pir Allani, Nogaras, Bakü Adası, Kum Zire, Taş Zire, Sarı; Dağıstan kıyısında Çeçen Adaları vardır. Bunlardan Çeleken ve Pir Allahı’de petrol üretilmektedir.

Hazar Denizine dökülen belli başlı ırmaklar ise; kuzeyde İdil, Ural ve Emba; doğuda Etrek; batıda Kuma, Terek, Sulak, Samur, Kur, Astara Çayı, güneyde ise Kızıl Ören Irmağının Gılan ve Sefidrüd kollarıdır.