Lehtimetsän [[ilmasto]]a määrittelee tietty sademäärä, lämpötila ja määritellyt lämpötilan minimi- ja maksimiarvot. Lauhkea lehtimetsä vaatii kasvaakseen 5-1005–15 °C vuotuisen keskilämpötilan. Ylemmässä rajassa on mukana subtrooppinen. Sademäärä on 500–2000 mm. Lehtimetsä voi olla kuivaa, puolikuivaa, kosteaa tai jopa lauhkeaa sademetsää. Lauhkea lehtimetsä vaatii melko leutoa ilmastoa ja ainakin kohtalaisen runsaasti sadetta, 500–1530 millimetriä vuodessa. Lehtimetsän alin sademääräraja riippuu lämpötilasta, lämpimämmässä se on 890 mm, viileämmässä 500 mm. Tämä taas johtuu haihdunnasta. Lehtimetsävyöhykkeellä sataa tasaisesti ympäri vuoden, sillä se sijaitsee yleensä keskellä [[länsituulten vyöhyke]]ttä. Sitä vastoin havumetsävyöhykkeellä sateisinta on kesällä ja syksyllä. Englannin ja Ranskan lehtimetsien ilmasto on [[meri-ilmasto|mereinen]], viileäkesäinen ja lämpimänlauhkea. Keskilämpötila on yli 10 °C. Lämpimin kuukausi yli 10 °C ja kylmin kuukausi yli −15 °C. [[Köppenin ilmastoluokitus]] Cfb ja Yhdysvaltain kaakkoisosassa Cfa ja Itä-Euroopassa mantereisempi Dfb.
