La fisiografia del Piemonte è ordinata in tre archi concentrici aperti verso Ovest: le Alpi Occidentali, la testata della Pianura Padana e, al nucleo delle parentesi, le alture della Collina di Torino, delle Langhe e del Monferrato. 

La parte montuosa occupa il 73 % del territorio, alle piane spetta il 27%.
La muraglia alpina continua a Nord-Est con il segmento centrale della catena, a Sud-Est con l'Appennino Ligure. Intagliata da valli trasversali alla direzione delle strutture, disposte a raggiera e convergenti verso il baricentro della regione, si solleva abrupta dal bordo padano, con energia del rilievo crescente da Sud-Ovest verso Nord-Est. Nel tratto meridionale il passaggio dalla pianura all'Appennino è graduale, scandito dalla presenza intermedia delle colline appartenenti al Bacino Terziario Piemontese.
In alta montagna con frequenza i tratti prossimali delle vallate deviano dall'andamento prevalente e si adattano alla direzione strutturale, coincidente con l'asse della catena. I gomiti di raccordo, a 90°, testimoniano antiche catture fluviali causate dal movimento di surrezione, tuttora attivo, dei blocchi neotettonici nei quali è articolato il versante alpino interno. L'orientamento discontinuo dei solchi d'erosione che li porta ora a sfociare direttamente nell'alveo padano, ora ad isolarsene, favorisce il moltiplicarsi dei microclimi, in particolare delle oasi xerotermiche.
Il contatto Alpi-Pianura è segnato da morfotessiture d'origine climatica e tettonica.
Nel primo caso prevalgono i glacis plio-pleistocenici d'accumulo (Alta Pianura Cuneese, Biellese) o d'erosione (Pinerolese), oppure d'età terziaria, con coperture ormai diagenizzate e raccordati con i rilievi collinari (Altopiano di Poirino). Gli sbocchi vallivi si connettono con la piana con alvei di tipo C (TREVISAN, 1967) sovralluvionati come il Po, secondo quanto già annotava Plinio; tramite conoidi alluvionali incise, fra le quali è da segnalare quella imponente della Stura di Lanzo, terrazzata in tre ordini di superfici; con depositi morenici nel settore orientale, sedimentati dalla progressione pleistocenica dei ghiacciai.
Il contatto tettonico prevalente è per faglia, in particolare in corrispondenza ai massicci cristallini interni del Dora-Maira e del Sesia-Lanzo. Queste strutture sono foggiate a carapace ellittico allungato secondo la direzione alpina, dissecato da lineamenti tettonici antichi, attivi a più riprese; attualmente il sollevamento è relativamente rapido (1 mm/anno al Monte Bracco, BIANCOTTI, 1983), rivelato anche da una moderata attività sismica. I forti dislivelli impongono alle masse d'aria dirette verso Nord-Ovest, e provenienti da Sud e da Est, improvvisi movimenti ascensionali. L'espansione adiabatica provoca condensazione e precipitazioni: la fascia pedemontana è irrorata da piogge abbondanti e frequenti. A Pogallo (Val Grande nella regione insubrica) EREDIA (1925) segnala nel decennio 1921-1930 la più alta piovosità media annua dell'area alpina (3141 mm), seguita da quelle dei siti vicino di Ornavasso e di S. Bernardino. Nel trentennio 1921-1950 a Pogallo il valore medio è di 2885 mm distribuiti in 97 giorni piovosi, che salgono a 125 a S. Bernardino. Più a Sud sono da segnalare per lo stesso intervallo i 1234 mm di Pinerolo distribuiti in 73 giorni piovosi, e i 92 giorni di media annua di Cavour, ai piedi della falesia del Monte Bracco. Sono simili le condizioni di Oropa al bordo del massiccio Sesia-Lanzo.
Agli alti valori medi nelle stesse zone corrispondono episodi di piogge brevi ed intense in proporzione anche più elevati. E' nota, e ricostruita di recente (BIANCOTTI, MOTTA M. & MOTTA L., 1998), la ricorrenza dei dissesti idrogeologici nell'Ossolano, all'estremo Est del territorio, ai piedi delle Alpi Pennine. Ordini di grandezza anche maggiori sono raggiunti al bordo delle Alpi Cozie. Valga l'esempio di Gilba, dove nel 1945 piovvero 702 mm in cinque giorni consecutivi, e 647 nei primi tre (BIANCOTTI, 1982): la stazione si trova nella valle omonima, tributaria del versante orografico sinistro del Fiume Varaita, drenante il Dora-Maira là dove il massiccio penetra con un potente saliente nella piana antistante, sollevato dal movimento della Faglia di Saluzzo.
Se il fronte padano intercetta l'umidità mediterranea, lo spartiacque principale è irrorato dai venti atlantici. Il gradiente di precipitazione cresce con la quota (CORTEMIGLIA & alii, 1989) lungo le dorsali, nei talweg alla maggiore umidità dei tratti vallivi prossimali e distali si alternano le condizioni più xeriche di quelli centrali. Qui si può arrivare fino a condizioni steppiche, con un ricco corteggio floristico di essenze mediterranee, e precipitazioni inferiori a 600 mm.
A titolo di esempio si riporta la classificazione climatica secondo Thorthwaite di Crissolo e di Saluzzo, rispettivamente alla testata ed allo sbocco della Valle Po (BIANCOTTI, 1976).
A Crissolo il clima è perumido di tipo A, secondo microtermale C'2' con deficit moderato e concentrazione estiva di evapotraspirazione (tipo B2) sotto bosco, ed intermedio fra il perumido e l'umido di tipo B4 nelle zone prative, restando invariati gli altri termini.
A Saluzzo è umido con deficit moderato ascrivibile per il grado di efficienza termica globale al secondo microtermale e con concentrazione estiva di evapotraspirazione potenziale (B3B'2 rb'3) nelle zone prative; sotto frutteto l'indice di umidità globale passa a B4 (Im = 72).
I rilievi collinari del Bacino Terziario Piemontese, collocati fra il solco dell'Alta Pianura Padana e l'Appennino Ligure, subiscono influenze continentali e mediterranee, le prime prevalendo nella Collina di Torino, le altre nelle medie valli del Bacino del Tanaro. Dagli scritti di DE PHILIPPIS (1937) e di GIACOBBE (1948, 49, 50) la Collina di Torino appartiene ad un tipo intermedio di biocora, compreso fra quello subcontinentale e submediterraneo, più vicino al primo nelle zone depresse ed ombrose, al secondo in quelle elevate e soleggiate. La piovosità vi rientra in un sottotipo 3a, con un minimo principale in inverno e un massimo principale in primavera definito da Bandini come sublitoraneo alpino, e da Crestoni come sublitoraneo prealpino. Spostandosi verso Sud, nella parte centrale del bacino, la maggiore xericità rende prevalente il tipo sublitoraneo padano. 
Facendo riferimento ad alcune località-tipo delle Langhe e del Monferrato (BIANCOTTI & alii, 1979) le condizioni climatiche secondo Thorthwaite sono:

• a Bra clima subumido asciutto con limitato surplus stagionale (febbraio-aprile), temperato con estate calda (C1dB'2b'3);
• a Bossolasco clima moderatamente umido con deficit stagionale ridotto (estate), temperato con estate moderatamente calda (B2rB'1b'3);
• ad Asti clima con tendenza al secco e limitato surplus invernale, temperato con estate calda (C1sB'2b'3);
• a Casale Monferrato clima subumido piovoso con debole deficit estivo, temperato con estate moderatamente calda (C2sB'2b'3).
Le condizioni generali di incipiente aridità estiva, confermate anche dalle elaborazioni dei diagrammi ombrotermici di Bagnouls & Gaussen che verranno presentate nei capitoli a questo successivi, non escludono episodi di precipitazioni brevi ed intense, che sovente sono causa di dissesto, come nel 1951, nel 1968, nel 1994. Gli eventi critici nel Bacino Terziario Piemontese sono d'intensità meno elevata di quelli alpini. Il corteggio di calamità che li accompagna è legato sia alle condizioni morfostrutturali dell'areale, sia al popolamento. Il radicale rimaneggiamento del reticolo idrografico, iniziato con le catture fluviali in età tardo-pleistocenica, ha portato ad uno spostamento del livello di base provvisorio della confluenza del Tanaro nel Po dai 250 m s.l.m.m. precedenti ai 90 m s.l.m.m. successivi. L'adattamento del bacino ai nuovi equilibri, il sollevamento neotettonico intenso in particolare alla radice della struttura al contatto con le Alpi Marittime, i litotipi affioranti consistenti in rocce clastiche poco cementate, favoriscono il processo erosivo ed accentuano l'effetto delle piogge.
Esistono tre regioni di pianura: 

• la sud-occidentale cuneese, a meridione della soglia di Torino;
• la nord-orientale vercellese-novarese
• la sud-orientale alessandrina. 

Le prime due, pedemontane, seguono la suddivisione classica in alta e bassa pianura, segnata dalla linea delle risorgive. A monte dei fontanili si instaura l'ambiente climatico pedemontano, a valle aumentano le condizioni di umidità dell'aria (68% di umidità relativa media annua a Moncalieri, con massimi di 81% a dicembre, 80% a novembre e 79% a gennaio) e di nebbiosità invernale: si veda il confronto fra il numero medio annuale di giorni con nebbia a Cuneo (6) rispetto a Torino (50). Nell'Alessandrino valgono le condizioni della bassa pianura, con 113 giorni di nebbia in media ogni anno. Tutte le piane si trovano comprese all'interno dell'isoterma annua dei 12°C; le stazioni al confine possono scendere a valori leggermente inferiori (Torino, Moncalieri, Biella, valori varianti fra 11°C e 12°C in relazione ai periodi considerati). L'escursione media annua tende ad aumentare dal pediment verso le parti più depresse. La pianura sud-occidentale si trova compresa nell'isodiafora di 21°C; quella alessandrina e la parte centrale della vercellese-novarese si riferisce all'isodiafora di 23°C - 24°C. Anche le anomalie seguono lo stesso andamento: 
la deviazione delle temperature medie mensili rispetto a quelle annue sono contenute fra i 6,31°C e i 7,30°C nelle pianure più periferiche, fra 7,31°C e 8°C lungo gli assi centrali, secondo le suddivisioni proposte da MENNELLA (1967). Le condizioni di maggiore continentalità sono confermate dall'escursione fra le temperature medie estive e invernali, comprese fra 7,6°C e 19,5°C (EREDIA, 1911) delle zone occidentali, mentre nel tratto centro-orientale (Basso Vercellese e Basso Novarese, Alessandrino) lo stesso Autore segnala il passaggio nell'intervallo compreso fra 19,6°C e 21,6°C.
Il regime pluviometrico è di tipo sub-litoraneo padano, con due massimi nelle stagioni intermedie e due minimi invernale ed estivo; anche in questo caso gli andamenti si differenziano: a Ovest della direttrice Sempione-Asti il massimo principale è primaverile, a Est diventa autunnale adeguandosi alla condizione del resto della regione padana.
Le classiche differenze fra maggiore umidità nella regione subalpina a Nord del Po rispetto a quella subappenninica sono ben riscontrabili a Est, fra la piana vercellese-novarese e l'alessandrina, non esistono nella pianura sud-occidentale, ovviamente per il diverso orientamento dei rilievi.
La variabilità termopluviometrica all'interno delle pianure si mantiene nel complesso modesta. Gli effetti sull'ambiente sono accentuati dalla fisiografia e dalla pedologia.
La condizione di aridità prevalente sui glacis d'accumulo, ghiaiosi e permeabili, è accentuata dal dislivello, di oltre 50 m, esistente tra il livello fondamentale della pianura e il reticolo idrografico, drenante i talweg delle valli planiziali scavate dall'erosione regressiva seguita al sistema di catture tardo-pleistoceniche del bacino del Tanaro. Il bioma diventa ancora più secco sugli alti terrazzi pleistocenici argillosi del settore compreso fra la Stura di Demonte e il Tanaro, al bordo delle Langhe. In misura meno evidente la stessa situazione si ripete allo sbocco della Valle Maira, luogo soggetto ad un sollevamento neotettonico che ha favorito il terrazzamento della superficie postwürmiana e nell'Alta Pianura vercellese.
Le basse pianure, talora subsidenti come a Sud-Est nell'Alessandrino e al centro del bacino compreso fra Torino e Cuneo (Carmagnola e Carignano) con suoli franco-limosi e falda tendente ad affiorare durante le piogge primaverili ed autunnali, sono più umide e a rischio di esondazione, com'è accaduto ancora di recente durante la piena del 1994.
In conclusione, i maggiori controlli esercitati sul clima dallo spazio fisico in Piemonte sono dovuti all'interno alla natura del rilievo. Nessuna influenza è esercitata dalla variazione della latitudine data la relativa esiguità dell'estensione N - S del territorio (2° 20' di differenza di latitudine). Dall'esterno i condizionamenti più importanti sono imposti dalla continentalità della media Valle Padana, dall'umidità proveniente dal Mediterraneo, dalle correnti atlantiche di Nord-Ovest: è a questi tre fattori che vanno rispettivamente legate la pluviotermia della parte più orientale della pianura, la maggiore umidità delle Alpi Marittime, dell'Appennino Ligure e quella degli alti versanti. Le Alpi Cozie e il Bacino Terziario Piemontese, meno irrorati dagli apporti marini e oceanici, sono più xerici; la pianura cuneese, separata dal resto della valle padana, assume tratti di maggiore individualità, con l'inversione dei massimi di precipitazione annua e la diffusione di biomi più aridi conviventi con piogge relativamente ricche.