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太平洋側気候で太平洋側に位置するため、温暖であり、また雨量が多い。
気象庁の予報警報規程では東部（代表地:横浜）と西部（代表地:小田原）に分けられ、天気予報が発表される。
「東部」はさらに横浜・川崎、湘南、三浦半島の3地区、「西部」は相模原、県央、足柄上、西湘の4地区に区分され、この単位で気象警報・注意報が発令される。ただしこの区分による「東部」と「西部」の境界は相模川ではなく、相模川の東側に位置する相模原市（旧市域）が「西部、相模原」に、西側の平塚市・大磯町・二宮町が「東部、湘南」に属する。
横浜・川崎、湘南、三浦半島、西湘は海洋性気候、相模原、県央、足柄上は内陸性気候を併せ持つ。

東部

[横浜・川崎] - 横浜市、川崎市
[湘南] - 平塚市、藤沢市、茅ヶ崎市、大和市、海老名市、座間市、綾瀬市、寒川町、大磯町、二宮町
[三浦半島] - 横須賀市、鎌倉市、逗子市、三浦市、葉山町

西部

[相模原] - 相模原市
[県央] - 秦野市、厚木市、伊勢原市、愛川町、清川村
[足柄上] - 南足柄市、中井町、大井町、松田町、山北町、開成町
[西湘] - 小田原市、箱根町、真鶴町、湯河原町

各地の平年値

県東部に位置する横浜市と西部に位置する小田原市は共に海に面し、平均気温（平年値）の推移は大差がない。しかし、年間降水量（平年値）は小田原の方が横浜よりも25%ほど多い。

神奈川県では、箱根火山付近を中心とする西部の山岳地帯で年間降水量が最多となり、東部に向かって年間降水量が減る傾向にある（最少となるのは三浦半島南端の三浦市）。箱根山地のすぐ東に位置する小田原と、県東端に位置する横浜の年間降水量は、この傾向を端的に示している。

グラフ（月ごとの値）

横浜市の平年気温

横浜市の平年降水量

小田原市の平年気温

小田原市の平年降水量