A Baradla kutatói már régen felfigyeltek a barlang különleges klímájára. Az első írásos megfigyelés Vass Imrétől származik, aki 1825-ben elkészítette a barlang térképét, illetve a barlang környékének geológiai és hidrológiai leírását. A felmérés során megfigyelte, hogy a barlangi hőmérséklet nem követi a felszín hőmérséklet-változásait. A barlang számos pontján több alkalommal hőmérsékletmérést végzett és megállapította, hogy az átlaghőmérséklet 10 oC. A Baradla-barlang egészére kiterjedő, részletes klimatológiai mérések az 1950-es évek után indultak meg és mind a mai napig tartanak. A vizsgálatok igazolták Vass Imre méréseinek pontosságát, a barlang átlaghőmérséklete valóban 10 oC.
A téli fagyos időszakokban nem ritka a 25-30 oC különbség a barlangi levegő és a felszíni levegő hőmérséklete között. Ebből adódóan nagyok lehetnek a légnyomáskülönbségek is, melynek hatására intenzív huzat keletkezik. A páratartalom 95-100 % közötti, ami magyarázza a levegő érzékszervileg is érezhető nyirkosságát. A barlang főágában a széndioxid tartalom érzékszervileg nem érzékelhető, műszeres vizsgálatok értékét 0,1 %-nak állapították meg. A barlangban mért maximális széndioxid tartalom meghaladta a 4 %-ot, melyet a Vaskapu-víznyelőben mértek a kutatók. Ha a barlang klímájáról beszélünk, mindenképpen szólnunk kell a levegő radon-aktivitásáról. Az átlagos érték 2 kBq/m3, a maximális érték pedig 13 kBq/m3, melyet a Labirintusban mértek.