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Jaén presenta un clima mediterráneo del tipo Csa en la clasificación climática de Köppen claramente continentalizado, debido a que presenta una amplitud térmica mucho mayor que en la costa del Mediterráneo, debido a esto, los inviernos en Jaén suelen ser suaves y húmedos y los veranos muy secos y abrasadores.
Por su topografía y ubicación geográfica, la temperatura promedio de Jaén suele ser alta con una oscilación térmica moderadamente grande a lo largo de todo el año superando en ocasiones los 15ºC de diferencia en un mismo día.
Los veranos suelen ser muy secos y con casi nada de lluvia alcanzando fácilmente los 40ºC y concentrando el intenso calor entre mayo y septiembre, aunque en general pueden llegar a haber días de hasta 20ºC en sus meses fríos.
A diferencia del verano, los inviernos suelen ser muy lluviosos, al igual que los otoños, con lluvias concentradas en sus meses invernales y el comienzo de la primavera, pero en general las precipitaciones no suelen superar los 500 mm anuales, por lo que se considera una ciudad relativamente seca.
Las nevadas en Jaén suelen ser muy escasas y ocasionales y las mayores posibilidades suelen darse entre enero y marzo. La temperatura en invierno suele ir de 8ºC a -8ºC, siendo los meses de diciembre a febrero los más fríos del año.
El clima de Jaén también suele considerarse como clima de olivos o subtropical clásico, debido a su escasa lluvia en verano y sus inviernos suaves y muy húmedos.