Et mikroklima er en lokal atmosfærisk sone hvor klimaet er annerledes enn i det omkringliggende området. Uttrykket kan referere både til små områder som for eksempel et blomsterbed, og til større områder på flere kvadratkilometer (for eksempel en dal eller et byområde). Mikroklimaer finnes for eksempel nær vann, som kan kjøle ned den lokale atmosfæren, eller i tettbebygde byer, hvor betong og asfalt absorberer solas energi, varmes opp, og gjenutstråler den varmen til lufta rundt. Den resulterende urbane varmeøya er en type mikroklima.
En annen faktor som bidrar til mikroklima er hellingen og retningen på et område. Sørvendte hellinger på den nordlige halvkule er eksponert for mere direkte sollys enn nordvendte hellinger, og er derfor varmere lengre. Klimaet i et utbygd industriområde kan også variere sterkt fra en trebevokst park like ved, ettersom floraen i parker absorberer lys og varme i bladene, mens en bygning eller en parkeringsplass bare utstråler varmen tilbake til lufta.
Et mikroklima kan gi muligheter for dyrking av vekster som ikke kan vokse i det omkringliggende området. Dette konseptet brukes ofte innen permakultur i nordlige tempererte klimaer. Mikroklimaer brukes også av gartnere ved omhyggelig valg av plantetyper og voksested. Et beskyttet sted kan redusere de klimatiske påkjenningene om vinteren.
Mikroklima kan også referere til menneskeskapte miljøer som et rom eller andre avsperrete områder. Mikroklimaer blir skapt og omhyggelig vedlikeholdt i for eksempel museumsutstillinger og -lager.
