Klimat województwa charakteryzował się wyższą od obszarów sąsiednich roczną sumą opadów (od 650 mm na północy i południowym wschodzie do ponad 1000 mm w Beskidzie Śląskim). Średnia temperatura powietrza wynosiła w styczniu –2,5 °C na zachodzie i północy, poniżej –3 °C na Wyżynie Krakowsko-Częstochowskiej i –5 °C na kulminacjach beskidzkich; w lipcu – od 17,5 do 18 °C (na kulminacjach beskidzkich – ok. 16 °C). Pokrywa śnieżna zalegała 2-3 miesiące, w górach ponad 5 miesięcy. Okres wegetacyjny trwał na Pogórzu Śląskim i w Kotlinie Oświęcimskiej ok. 215 dni, na Wyżynie Krakowsko-Częstochowskiej poniżej 210 dni.
Gleby województwa były na ogół mało urodzajne. W części północnej i środkowej przeważały gleby bielicowe i brunatne wytworzone z piasków oraz glin i iłów; na południe od Żor i Pszczyny aż po Pogórze Śląskie występowały bardziej urodzajne gleby płowe i brunatne wytworzone z lessów i utworów lessowatych, w dolinach rzecznych zaś – mady. W części południowej występowały gleby górskie i brunatne. Na wychodniach skał węglanowych spotykano rędziny. Znaczny procent obszaru województwa stanowiły gleby zniszczone przez industrializację, tzw. industrisole.