Situé à l’est de la Bretagne, l’Ille-et-Vilaine jouit d’un climat tempéré océanique. Le département bénéficie d’une façade maritime dans sa partie nord, entre Saint-Briac, Saint-Malo et la Baie du Mont-Saint-Michel. Le climat présente des caractéristiques plus altérées, plus continentales vers l’est, du Coglais au Guerchais en passant par le Pays de Fougères et de Vitré.

Les précipitations sont régulières toute l’année avec un maximum hivernal et un minimum estival. On observe à l’année moins de 700 mm à Rennes, 759 mm à Dinard-Pleurtuit mais plus de 900 mm sur les collines du Pays de Fougères (contre 1400 mm dans les Monts d’Arrée).

Les hivers sont doux avec des maximales proches de 9 à 10°C sur la côte contre 8 à 9°C dans les secteurs intérieurs.

Au cours de la période estivale, le littoral bénéficie de conditions assez clémentes avec un ensoleillement généreux résultant de fréquentes brises qui dégagent le ciel sur les plages. Cette situation se paye au prix d’un air relativement frais (la Manche peine à dépasser les 17 à 18°C).
C’est pourquoi la moyenne des températures maximales au cœur de la saison chaude affiche 20-21°C sur les plages contre 25°C en moyenne sur la moitié sud-est du département.

Ce différentiel est bien perceptible quand on observe le nombre de jours de chaleur annuel (température supérieure ou égale à 25°C) ; il atteint près de 40 jours entre Rennes, Redon, Vitré, La Guerche contre une dizaine sur le littoral.

Le nombre de jours d’orages est faible. On en compte une douzaine par an à Rennes.

Le nombre de jours de gelées matinales est très variable. On en dénombre 11 par an entre Saint-Malo et Cancale, 27 à Dinard-Pleurtuit (à 7 km du littoral), 30 jours à Fougères et jusqu’à 34 à Rennes en passant par 32 jours dans le sud du département, teinté de plus de continentalité.

L’ensoleillement annuel atteint plus de 1717 heures à Rennes et 1666 heures à Pleurtuit.

La majorité des vents provient d'une direction ouest à sud-ouest mais l’été le littoral est surtout exposé aux brises de nord-ouest à nord. Les vents forts sont moins nombreux que sur l’ouest de la Bretagne. On dénombre une ou deux tempêtes sur l’année en Ille-et-Vilaine.