Viele Menschen verbinden die Eisheiligen mit einer alten Bauernregel: Erst nach Mitte Mai sei die Gefahr von Nachtfrost endgültig vorbei. Tatsächlich kommt es rund um die Tage der Eisheiligen – traditionell vom 11. bis 15. Mai mit Mamertus, Pankratius, Servatius, Bonifatius und der „Kalten Sophie" – immer wieder zu markanten Kaltlufteinbrüchen in Mitteleuropa. Meteorologisch steckt dahinter jedoch kein mystisches Phänomen, sondern eine typische Großwetterlage im Frühling.
Im Mai erwärmt sich das europäische Festland bereits deutlich schneller als der Atlantik. Dadurch entstehen häufiger nordwestliche bis nördliche Strömungen, mit denen kalte Polarluft nach Deutschland gelangen kann. Gleichzeitig sind die Nächte oft noch lang genug, damit sich die Luft bei klarem Himmel stark abkühlt. Besonders in Tälern und Senken kann es dann trotz sommerlich wirkender Tage noch einmal Bodenfrost oder sogar Luftfrost geben. Die Eisheiligen sind also weniger ein festes Datum als vielmehr ein klimatologisch auffälliger Zeitraum, in dem späte Kaltluftvorstöße statistisch gehäuft auftreten.
Interessant ist dabei, dass die Eisheiligen ursprünglich im julianischen Kalender entstanden. Durch die Kalenderreform verschob sich der tatsächliche Zeitraum der typischen Kaltlufteinbrüche im Laufe der Jahrhunderte um einige Tage nach hinten. Viele Meteorologen sehen deshalb eher die zweite Maihälfte als klassische Zeit für späte Frostnächte.
Und tatsächlich gab es in Deutschland selbst im Flachland noch sehr spät Frost. In Berlin wurde beispielsweise noch Ende Mai leichter Luftfrost gemessen, ähnlich auch in Teilen Brandenburgs, Sachsens oder Bayerns. Besonders außergewöhnlich war der Mai 1957: Damals trat in mehreren Regionen Deutschlands noch in der letzten Maidekade Bodenfrost auf. In ungünstigen Lagen kann Bodenfrost sogar noch Anfang Juni vorkommen.
Auch Schnee im Mai ist in Deutschland keineswegs ausgeschlossen. Vor allem in höheren Mittelgebirgslagen und in den Alpen kommt es regelmäßig zu Schneefällen. Doch selbst im Flachland gab es bemerkenswerte Ereignisse. So fiel etwa im Mai 2019 in Teilen Nordrhein-Westfalens, Hessens und Thüringens noch Schnee bis in tiefere Lagen. Historisch besonders bekannt ist der Mai 1902, als in Teilen Mitteldeutschlands ungewöhnlich spät Schneefall beobachtet wurde.
Eine geschlossene Schneedecke im Mai bleibt im Flachland allerdings selten. Einzelne Fälle gab es dennoch: Im Mai 1987 sorgte ein massiver Kaltlufteinbruch in Süddeutschland lokal noch für mehrere Zentimeter Nassschnee bis in tiefe Lagen. In den Alpen dagegen sind Schneedecken selbst weit in den Mai hinein völlig normal. Auf der Zugspitze wurden sogar schon im Juni noch Neuschneemengen von über einem halben Meter registriert.
Der Mai gilt ohnehin als Monat der Wetterextreme. Einerseits sind bereits Sommertage mit über 25 Grad möglich, andererseits treten immer wieder arktische Luftmassen auf. So lagen die Temperaturen in Deutschland während früherer Eisheiligen-Ereignisse teils mehr als 10 Grad unter dem klimatologischen Mittel. Gleichzeitig können innerhalb weniger Tage Temperaturstürze von über 15 Grad auftreten – ein typisches Merkmal des mitteleuropäischen Frühlings.
Für Landwirtschaft und Gartenbau bleiben die Eisheiligen deshalb bis heute relevant. Obstblüten, Weinreben oder empfindliche Gemüsepflanzen reagieren äußerst sensibel auf Frost. Besonders Obstbauern fürchten klare Nächte im Mai, da schon wenige Minusgrade große Schäden verursachen können. Deshalb warten viele Hobbygärtner traditionell bis nach der „Kalten Sophie", bevor empfindliche Pflanzen dauerhaft ins Freie kommen.