Clima oraşului Târgovişte este determinată de aşezarea geografică şi de relief. Paralela de 45° care trece pe la nord de teritoriul municipiului (Şotânga-Doiceşti-Aninoasa) şi care reprezintă nu numai jumătate din distanţa dintre pol şi ecuator, ci şi dintre culmile Carpaţilor Meridionali şi Câmpia Română explică clima temperat-continentală a oraşului.

       Amplitudinea termică anuală specifică acestei latitudini este diminuată de amplasarea oraşului în zona intracolinară: Măgura Bucşanilor opreşte gerurile şi vânturile puternice din timpul iernii, iar dealurile şi Valea Ialomiţei temperează canicula verii. Se poate spune că Târgoviştea beneficiază de un climat plăcut, unul dintre cele mai favorabile din ţară. Clima Târgoviştei se caracterizează printr-o temperatură medie anuală de 9,9°C şi o amplitudine termică de 22°C (temperatura medie a lunii ianuarie fiind de -1,2°C, iar a lunii iulie de +20,8°C). Temperatura maxima absolută înregistrată la Târgovişte a fost de +40,4°C în anul 1946, urmată de 39,1°C în anul 2000. Minima absolută s-a înregistrat pe 13 ianuarie 2004, și a fost de -25,8 °C. Valoarea anuală a bilanţului radiativ (intensitatea anuală a căldurii solare) este de 50 kcal/cm² - căldură care ajută la dezvoltarea optimă a covorului vegetal.

       Regimul eolian se caracterizează prin predominarea vânturilor de nord-vest, nord-est şi vest atât în perioadele reci ale anului cât şi în cele calde. Vitezele medii anuale ale vânturilor, în funcţie de direcţie variază între 2,1 şi 3,2 m/s (din direcţia NE, respectiv N) iar vitezele medii lunare între 0,9 m/s (din SE în ianuarie) şi 4,2 m/s (din NE în martie). Frecvenţa perioadelor de calm e mai mare în perioada rece, peste 40% în intervalul octombrie-februarie (decembrie şi ianuarie peste 45%). Cel mai mare număr de zile senine se înregistrează în intervalul iulie-octombrie, media pentru această perioadă fiind de 7,9 zile senine/luna (25,5%). Media anuală arată 63,4 zile senine/an.

       Precipitaţiile atmosferice ating în zona municipiului valori cuprinse între 450-780 mm anual, deşi s-au înregistrat şi valori extreme de 368 mm (1992) sau 1015 mm (1979). Media sumei anuale, de 627 mm, arată că în zonă sunt condiţii favorabile dezvoltării plantelor, mai ales că valorile maxime lunare se înregistrează în iunie (media lunară 101 mm) şi iulie (media lunară 84 mm).