科罗拉多大峡谷气候特点是夏季炎热干燥，冬季温和多雨。全年降水少集中在夏季，冬季相对凉爽。这里白天和夜晚温差大，季节变化明显，但极端天气不常见。

科罗拉多大峡谷位于美国西南部，属于半干旱气候带。在冬季（12月-2月），平均气温-5℃到15℃，夜间常低于0℃但很少下雪，白天阳光强烈。夏季（6月-8月）平均气温28℃到35℃，午后常有35℃以上高温，但湿度低体感更热。全年降水量约250毫米，其中70%集中在6-9月，冬季降水形式多为毛毛雨。昼夜温差可达20℃以上，比如7月白天35℃夜晚15℃很常见。这种气候形成原因有三：第一，副热带高压控制导致夏季少雨；第二，地形起伏大形成焚风效应；第三，季风季节带来短暂降雨。数据显示1981-2010年观测记录，最冷月均温-3.2℃，最热月均温32.4℃，年极端高温56℃（2007年），极端低温-34℃（1915年）。