大寒是二十四節氣中最后一個節氣，每年公歷1月20-21日太陽到達黃經300°時為“大寒”。《授時通考·天時》引《三禮義宗》解釋道：“大寒為中者，上形于小寒，故謂之大……寒氣之逆極，故謂大寒。”極言大寒之冷。這個氣節處在三九、四九時段，此時寒潮南下頻繁，是一年中的最寒冷時節，也是一年中雨水最少的時期。民諺云：“小寒大寒，無風自寒。”大寒，是天氣寒冷到極點的意思。它是一個生機潛伏、萬物蟄藏的時令。
雖然在冬至節氣是北半球太陽高度最低的時候，但是一年中最冷的時候卻是在冬至節氣以后的小寒、大寒節氣，尤其是大寒節氣；這是因為冬至節氣以后，太陽光的直射點會逐漸的北移，但在其后的一段時間內，太陽直射點始終還在南半球，北半球的熱量始終處于散失的狀態，白天吸收的熱量還是少于夜晚釋放的熱量，因此冬至之后，北半球的溫度還在持續降低，在大寒節氣時段溫度降到最低。由于中國幅員遼闊、南北跨度大，南北地區在氣候上有很大的差異。根據中國長期以來的氣象記錄，在北方地區大寒節氣是沒有小寒冷的；但對于南方一些沿海地區來說，最冷是在大寒節氣。
大寒節氣，大氣環流比較穩定，環流調整周期大約為20天左右。此種環流調整時，常出現大范圍雨雪天氣和大風降溫。當東經80度以西為長波脊，東亞為沿海大槽，中國受西北風氣流控制及不斷補充的冷空氣影響便會出現持續低溫。在我國部分地區，大寒不如小寒冷，但在我國南方沿海一帶，全年最低氣溫出現在大寒節氣內。
大寒小寒都是表示天氣寒冷程度的節氣。根據中國常年的氣候數據統計，中國北方地區一年中最寒冷的時間段是在每年的公歷1月中旬（11日-20日）。每年的小寒節氣從1月5-7日開始，一個節氣約15天，中旬恰在小寒節氣之內；因此，對北方大部地區來說，小寒的確冷于大寒。但對于南方一些地區來說，卻是大寒節氣時最冷；大寒節氣一般從1月20-21日開始，公歷1月下旬恰是南方一些地區全年中最冷的時段。