El objetivo de este trabajo fue hallar un modelo de predicción de la satisfacción y diversión hacia la Educación Física partiendo del clima aprendizaje y teniendo en cuenta el apoyo a la autonomía del profesorado y la propia percepción de autonomía del alumnado. Se utilizó una muestra de 758 alumnos de secundaria con edades entre 13 y 18 años. Se utilizó la versión española adaptada a la Educación Física de los siguientes instrumentos: Learning and Performance Orientations in Physical Education Classes Questionnaire, Learning Climate Questionnaire, Sport Satisfaction Instrument y el factor autonomía del Basic Psychological Needs in Exercise Scale. Los resultados señalaron que el clima motivacional implicante al aprendizaje predecía positivamente el apoyo a la autonomía por parte del profesor y esta predecía la propia percepción de autonomía del alumno. Asimismo, la percepción de autonomía predice positivamente la satisfacción/diversión y negativamente el aburrimiento en las clases. Como conclusión, los docentes deben favorecer un clima aprendizaje que apoye a la autonomía y favorezca la percepción de autonomía en el alumno para conseguir que se diviertan en las clases de Educación Física.