Bilecik ilinin geçit bölgesinde bulunması, su kaynakları ve farklılık gösteren topografyasına paralel olarak 3 farklı iklim tipi görülür. Genel olarak Merkez, Gölpazarı, Osmaneli ve Söğüt İlçelerinde Marmara Bölgesi; Bozüyük, Pazaryeri ve Yenipazar ilçelerinde ise İç Anadolu Bölgesi iklimleri geçerlidir. Ayrıca Gölpazarı, Osmaneli ve Söğüt ilçelerinin Sakarya Irmağı kıyı şeridinde mikro-klima iklim bölgeleri görülmektedir.

Bilecik İlinde yıllık yağış toplamı 450 kg/m² dolayındadır. Yağış en çok ocak ve mayıs aylarında düşmektedir. Bulutluluk durumu açısından 92 gün açık, 96 gün kapalı ve 177 gün bulutlu geçmektedir.

Diğer klimatik veriler şöyledir:
Yıllık sıcaklık ortalaması: 12,3 °C Karlı gün sayısı : 25
En soğuk ay: Ocak (2,5 °C) Donlu gün sayısı : 55
En sıcak ay: Temmuz (21,7 °C) Sisli gün sayısı : 14
Yıllık ortalama nispi nem: % 66 Kırağılı gün sayısı: 25

İl merkezini kapsayan klimatolojik veriler, ilçelerde farklılık göstermektedir.

İl düzeyinde tespit edilen en yüksek sıcaklık 1945 Ağustosunda 40.6 ºC, en düşük sıcaklık ise 1950 Ocak ayında -16 ºC olarak bulunmuştur.

Bilecik’te batı ve kuzeybatı rüzgârları etkindir. Ortalama rüzgâr hızı 3,4 m/sn’dir. Yıl içinde rüzgârlar 135 gün kuvvetli rüzgâr ve 17 gün de fırtına şeklinde esmektedir.

İLÇELER: Bilecik ilinin ilçeleri; Bozüyük, Gölpazarı, İnhisar, Osmaneli, Pazaryeri, Söğüt ve Yenipazar’dır.

Bozüyük: Bozüyük Frigler döneminde oluşmuş bir yerleşim merkezidir. 1908’den sonra Ertuğrul Livası’na bağlanarak Kaza merkezi yapılmıştır. Bozüyük Bilecik’in il olması ile birlikte 1924 yılında ilçe statüsüne kavuşturulmuştur.

Gölpazarı: Bizanslılar döneminde Harmanlaya Tekfurluğu’na bağlı olan Gölpazarı, Osman Gazi tarafından alınmıştır. Gölpazarı kurulusundan itibaren sıra ile Resulsel, Dönen ve Akçaova (Akçaoba) adlarıyla anılmış, son olarak Gölpazarı adını almıştır.

İnhisar: İnhisar önceleri Söğüt’e bağlı bir bucak iken mütevazı nüfusuna rağmen coğrafi konumu dikkate alınarak 1991 yılında ilçe yapılmıştır.

Osmaneli: Osmaneli çok eski bir yerleşim yeridir; Trakyalılar, Romalılar ve Bizans’a ait kalıntılar bunu göstermektedir.

Pazaryeri: Pazaryeri’nde ilk yerleşim 1273 yılında olmuştur. Pazaryeri’nde hediyelik ve turistik toprak ev eşyası ve ağaç eşya yapımcılığı da sürdürülmektedir.

Söğüt: Söğüt, Ertuğrul Gazi tarafından bir kuşatma ve mücadele sonucunda 1232 yılında Bizanslılardan alınmıştır. Ertuğrul Gazi Türbesinin de içinde bulunduğu ilçe önemli bir turizm merkezidir.

Yenipazar: Eski adı Kırka olan Yenipazar, Cumhuriyetten önce Bolu’nun Göynük ilçesine bağlıydı. 1926’da bucak olarak Gölpazarı’na bağlanmış, 1988’de de ilçe olmuştur.