С точки зрения метеорологии, наступление бабьего лета в Центральной России связано с влиянием Азорского антициклона. Азорский антициклон — область высокого давления в Северной Атлантике над одноименными островами. Антициклон существует постоянно, но за лето он успевает накопить тепло и его влияние усиливается как раз к сентябрю. От основной области высокого давления отделяются "ядра" и перемещаются на восток, через всю Европу и далее в Россию, обеспечивая теплые дни, прохладные ночи и отсутствие осадков.
В одни годы бабье лето приходит раньше, в другие — позже. Кроме того, период потепления может быть разной длины, приходить один, два, даже три раза или не наступать вообще. Например, в средней полосе России, и в частности в Москве, в сентябре 2011, 2013, 2016 и 2018 годов бабьего лето не было. Причины могут быть разными, сентябрь 2013 года был самым холодным с начала века, средняя температура составила 10,3°С, что на 1°С ниже климатической нормы. Сентябрь 2018 года, наоборот, был фактически продолжением лета: средняя температура составила 14,6°С, а максимальная достигала 26,4°С. А бабьим летом может называться только период потепления после первых осенних холодов.
В беларуском, украинском, польском, чешском и хорватском "бабье лето", как и в русском, называется "бабьим летом". По сути похожее название используют и в немецкоговорящих странах: Altweibersommer, то есть "лето старух".
В католических странах бабье лето часто называют в честь святого, на день чествования которого обычно приходится потепление: в Италии и Каталонии — лето Святого Мартина, во Франции — лето Святого Денни, в Испании и Сербии — лето Святого Михаила, в Латинской Америке — лето Иоанна Крестителя.
В США, Канаде, Словении и Скандинавии "бабье лето" называют "индейским летом" (Indian Summer). В Нидерландах говорят "послелетье", в Португалии — "маленькое лето" (veranico или veranito), а в Бразилии — "маленькое лето мая" (veranico de maio). В Болгарии и Македонии бабье лето называют "цыганским" или "бедным" (циганско, сиромашко). В Турции на конец октября и начало ноября приходится "лето бастурмы" (pastırma Yazı), так как именно в это время традиционно заготавливали вяленое мясо. В Мордовии мокшанцы называют бабье лето "руска", то есть русским.
