Природные контрасты в Испании поразительны: если северо-запад страны занимает одно из первых мест в Европе по количеству осадков, то на юге Испании, наиболее засушливом районе этой части света, можно встретить почти африканские полупустынные ландшафты с зарослями веерной карликовой пальмы, единственной дикорастущей пальмы в Европе. Примерно 60% территории Испании засушливы, поэтому проблема воды — одна из важнейших в стране. Гидроресурсы Испании распределены крайне неравномерно: в северных и северо-западных районах — воды в избытке, тогда как в средиземноморских и центральных областях ощущается огромный дефицит воды. Главные реки страны — Эбро, Тахо, Гвадиана, Дуэро, Миньо, Гвадалквивир, Хукар. Большинство рек маловодны, летом сильно мелеют. Они почти не имеют никакого транспортного значения. Единственная судоходная река — Гвадалквивир, да и то только до города Севилья.

Климат Испании можно считать одним из главных ее естественных ресурсов. По числу солнечных дней в году Испания вместе с Италией и Грецией делит первое место в Европе. Почти вся Испания расположена в субтропическом поясе и по своим природным условиям в целом близка к другим средиземноморским странам, но в то же время отличается и значительным своеобразием. Это связано прежде всего с обособленностью Пиренейского полуострова от остальной Европы, близостью Африканского континента, а также сложным влиянием горного рельефа и двух огромных акваторий — Атлантического океана и Средиземного моря. На большей части Испании, особенно на ее восточном побережье, климат типично средиземноморский, с сухим жарким летом, мягкой дождливой зимой, ранней весной и длинной теплой осенью. Дожди бывают чаще всего в виде коротких зимних ливней. Летом в Испании преобладают континентальные воздушные массы, поступающие с юга — из тропических широт Северной Африки и с севера — из сильно нагретых районов юго-восточной Европы. Средние температуры наиболее жаркого месяца (июль) достигают 18–20°C в прибрежных районах севера и северо-запада и 26°C на средиземноморском побережье. В южной Испании до 200 дней в году среднесуточная температура не опускается ниже 25°C.

Свежесть и прохладу в жаркое время года приносят на побережье бризы — ветры, меняющие направление в зависимости от времени суток. Днем бризы дуют с моря на сушу, а ночью — с суши на море. Бризы характерны в основном для летних месяцев, реже бывают весной и осенью и еще реже — зимой. Зимой происходит западный перенос воздушных масс, поэтому большую роль играет влажный морской воздух умеренных широт, поступающий вместе с циклонами из Атлантики. Средние температуры января от 8–10°C в северной и средней части, до 10–12°C в южной.

Зимой на Средиземноморье доводится испытать обжигающее дыхание сирокко (потоки сухого тропического воздуха из пустынь Северной Африки и Аравии, временами с огромным количеством пыли и песка). Относительная влажность воздуха, приносимая такими ветрами, очень мала — всего 5–8%, а иногда даже 2%. Если дует сирокко, в воздухе почти всегда держится пыльная дымка, днем она кажется желтоватой, а при восходе и заходе солнца — коричнево–красной. Проходя над морем, сирокко насыщается влагой, поэтому в северо-восточной части испанского Средиземноморья дует теплый и влажный ветер — болхорно. Такой ветер приносит облачную погоду с моросящими дождями, а иногда дует при безоблачном небе, и в том и в другом случае бывает очень душно. Болхорно действует на людей и животных угнетающе и считается одним из самых неприятных явлений погоды. Сухой сирокко, несмотря на высокую температуру, переносится сравнительно легко.
По количеству и распределению выпадающих осадков всю территорию страны принято делить на «влажную» Испанию (север и северо-запад) и «сухую» (центральные, южные и восточные районы). Осадки во «влажной» Испании (до 900 мм в год) выпадают в течение года довольно равномерно, их количество лишь несколько уменьшается летом. В «сухой» Испании годовая сумма осадков не превышает 500 мм, и они выпадают преимущественно весной и осенью. В распределении в течение года числа безоблачных дней в разных частях территории Испании также существуют сильные различия. Минимальное количество солнечных дней (30 дней в году) наблюдается на северо-западном атлантическом побережье, в то время как на побережье Средиземного моря почти круглый год светит солнце (более 150 дней в году).