Bölgeler arası iklim ve bitki örtüsünün değiştiği bir noktada oluşu, Bilecik sınırları içinde üç farklı iklim tipinin görülmesine neden olur.Bozüyük, Yenipazar ve Pazaryeri ilçelerinde İç Anadolu Bölgesi iklimi görülür. Merkez, Söğüt, Gölpazarı ve Osmaneli ilçelerinde ise Marmara Bölgesi iklimi etkilidir ancak bu ilçelerin Sakarya Nehri’nin kıyısındaki alanlarında mikro-klima iklim bölgeleri de vardır.
Bilecik’in yüzölçümünün yüzde 47’sini oluşturan zengin ormanların, akarsuların, göletlerin, vadilerin ve yaylaların baharla buluşmasıyla ortaya çıkan muhteşem manzaralar düşünüldüğünde, şehre daha çok ilkbahar ve sonbahar aylarında gidilmesi önerilir. Yöresel festival ve etkinlikler çoğunlukla eylül ve ekim aylarında yapıldığından, şehri ziyaret edecekler özellikle bu ayları tercih edebilirler.