古人留下的大量具有实用价值的谚语，如“一场秋雨一场凉”，“立秋三场雨，麻布扇子高搁起，”“立秋处暑天气凉”、“处暑热不来”等，就是对“处暑”时节气候变化的直接描述。但总的来看，处暑期间的气候特点是白天热，早晚凉，昼夜温差大，降水少，空气湿度低。
处暑时平均气温一般较立秋降低1.5℃左右，个别年份8月下旬华南西部可能出现连续3天以上日平均气温在23℃以下的低温，影响杂交水稻开花。
但是，由于华南处暑时仍基本上受夏季风控制，所以还常有华南西部最高气温高于30℃、华南东部高于35℃的天气出现。特别是长江沿岸低海拔地区，在伏旱延续的年份里，更感到“秋老虎”的余威。西北高原进入处暑秋意正浓，海拔3500米以上已呈初冬景象，牧草渐萎，霜雪日增。
处暑是华南雨量分布由西多东少向东多西少转换的前期。这时华南中部的雨量常是一年里的次高点，比大暑或白露时为多。高原地区处暑至秋分会出现连续阴雨水天气，对农牧业生产不利。中国南方大部分地区这时也正是收获中稻的大忙时节。一般年辰处暑节气内，华南日照仍然比较充足，除了华南西部以外，雨日不多，有利于中稻割晒和棉花吐絮。可是少数年份也有如杜诗所“三伏适已过，骄阳化为霖”的景况，秋绵雨会提前到来。
