イリノイ州は、北アメリカ大陸中央部（内陸奥深く）に位置し、州の南北が約400マイル（約600km）にもわたる長細い地形のため、バラエティーに富んだ気候になっています。イリノイ州のほとんどの地域は、冷帯湿潤気候（湿潤大陸性気候、ケッペン気候区分 Dfa）であり、夏は暑く湿度が高く、冬の冷え込みが厳しいのがイリノイの気候の特徴です。州南部に位置するカーボンデール（Carbondale）から州南端部は、より緩やかな冬となり、温暖湿潤気候（ケッペン気候区分 Cfa）です。イリノイ州の年間平均降水量は、州南端部で48インチ（約1200mm）以上あり、州北部では約35インチ（890mm）です。年間平均降雪量は、州北部に位置するシカゴ地域で38インチ（970mm）を超えますが、比較的温暖な州南部では降雪量が少なくなり14インチ（360mm）以下の降雪でしかありません。過去にイリノイ州で観測された最高気温は気温としてはイースト・セントルイス（East St. Louis）で1954年7月14日に記録された華氏 117度（47℃）、最低気温はコンガービル（Congerville）で1999年1月5日に記録された華氏 -36度（-37.8℃）です。
イリノイ州では年間平均で51日の激しい雷雨があり、この雷雨の日数は全米の平均日数を上回っています。また竜巻の多さでも有名であり、竜巻の年間平均発生数も35回を数ぞえ、年間単位面積当たり回数では5回/1万平方マイル（5回/26,000km2）となっています。国内でも被害の大きかった竜巻の多くがイリノイ州内で発生しており、1925年3月18日の3州竜巻（Tri-State Tornado）では死者695人を出し、その内 613人がイリノイ州の住民でした。他に被害の大きかった竜巻としては、1896年のセントルイス - イーストセントルイス竜巻（1896 St. Louis – East St. Louis tornado、イーストセントルイスでの死者 111人）、1917年5月竜巻（May 1917 tornado、チャールストンとマトゥーンで死者 101人）などが知られています。20世紀後半になると気象予測精度の向上と竜巻発生後の進路予測が出来るようになり竜巻被害が劇的に減少しています。20世紀後半の竜巻被害としては、1967年のベルビデール - オーク・ローン竜巻（1967 Belvidere – Oak Lawn tornado、死者 58人）、1990年のプレーンフィールド竜巻（1990 Plainfield tornado、死者 29人）があります。
イリノイ州/インディアナ州 気候区分地図
イリノイ州地図
イリノイ州北部の気温 ==================================
シカゴ月別気温（Temperature & Precipitation of Chicago, Illinois State）：シカゴの気温グラフ、ミシガン湖に面したイリノイ州の最大都市
月別
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
過去最高気温（℃）
19
24
31
33
37
40
41
39
38
34
27
22
平均最高気温（℃）
-0.6
1.8
8.1
15
21.1
26.5
28.9
27.7
23.8
16.8
9
1.6
平均最低気温（℃）
-8.6
-6.6
-1.6
3.8
9.1
14.5
17.7
17.2
12.4
6
0.2
-6.3
過去最低気温（℃）
-33
-29
-24
-14
-3
2
7
6
-2
-10
-19
-32
降水量（mm）
43.9
45.5
63.5
85.9
93.5
87.6
94
124.5
81.5
80
80
57.2
降雪量（cm）
27.4
23.1
14.2
3
0
0
0
0
0
0.5
3
20.8
降水日数（日）
10.5
8.8
11.1
12.0
11.6
10.2
9.8
9.8
8.3
10.2
10.8
11.0
降雪日数（日）
8.2
5.9
4.2
0.9
0
0
0
0
0
0.2
1.7
6.9
平均相対湿度（％）
72.2
71.6
69.7
64.9
64.1
65.6
68.5
70.7
71.1
68.6
72.5
75.5
月間日射量（時間）
135.8
136.2
187.0
215.3
281.9
311.4
318.4
283.0
226.6
193.2
113.3
106.3
日照率（％）
46
46
51
54
62
68
69
66
60
56
38
37
シカゴの年間平均気温 9.9℃、年間平均最高気温 15.0℃、年間平均最低気温 4.8℃、年間降水量 937ミリメートル、年間降水日数 124日、年間日射時間 2,508.4時間、1981年から2010年まで30年間の平均値、アメリカ海洋大気庁（NOAA = National Oceanic and Atmospheric Administration）データ
イリノイ州中部の気温 ==================================
スプリングフィールド月別気温（Temperature & Precipitation of Springfield, Illinois State）：スプリングフィールドの気温グラフ、イリノイ州の州都
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