三伏天的气候特点是气温高、气压低、湿度大、风速小，是一年中最热的时节。这是因为，夏季的白天比黑夜长，白天时间长，阳光照射的时间也长，地表吸收的热量远大于支出，这就使地面一天天聚集的热量增加，温度持续增高，在盛夏，也就是在三伏天期间地表热量的积累达到高峰。夏季雨水多，空气湿度大，水的热容量比干空气要大得多，这也是天气闷热的重要原因之一。
三伏具体指的是初伏、中伏和末伏。每年初伏、末伏各占10天，而中伏则为10天或20天不等。三伏的具体日期是由节气的日期和干支纪日的日期相配合来决定的。庚，在天干中排列第七，在与五行搭配中属金，金怕火，在数伏天气中逐日消减，因此古人以庚日来计“伏”。我国传统的推算方法规定，夏至以后的第三个庚日、第四个庚日分别为初伏（头伏）和中伏（二伏）的开始日期，立秋以后的第一个庚日为末伏（三伏）的第一天。每年三伏天时段长短不完全一样，如果中伏在立秋后结束，就是30天；如果中伏在立秋前结束，就是40天（中伏20天）。
三伏天其最大的特点，主要体现在下面几点：它位于小暑与处暑节气之间，其天气特点是气温高天气热、雨水多湿度大、气压低风速小，是一年中气温最高，空气潮湿，而且还是闷热的日子。
入伏后，地表湿度变大，每天吸收的热量多，散发的热量少，地表层的热量累积下来，因此一天比一天热，到了三伏，地面积累热量达到最高峰，天气就最热。另外，夏季雨水多，空气湿度大，水的热容量比干空气要大得多，这也是天气闷热的主要原因。七八月份副热带高压加强，在副高的控制下，高压内部的下沉气流，使天气晴朗少云，对阳光照射有利，地面辐射增温，天气就更热。
