Il Colorado può essere diviso in tre regioni climatiche che riflettono in gran parte le differenze di elevazione e la vicinanza alle principali catene montuose: le pianure orientali, il Piemonte del Colorado e le Montagne Rocciose e l’Altopiano del Colorado a ovest. Le temperature estive nelle pianure si aggirano in media sui 70° F (circa 24 °C) per luglio e agosto; le temperature minime e massime giornaliere possono variare fino a 40-50 °F (22-28 °C), anche se la variazione generale è di circa 25 °F (14 °C). Gli inverni sono secchi, freddi, ventosi e generalmente rigidi. Le pianure formano un parco giochi per il vento e, anche se la nevicata è generalmente leggera, la tormenta invernale può diventare un elemento di terrore sia per le persone che per gli animali. Le temperature medie notturne di gennaio vanno da circa 10 a circa 30 °F (da -12 a -1 °C), con massime giornaliere che vanno in media dalla metà degli anni 30 a circa 50 °F (da -2 a 10 °C). Le precipitazioni annuali sono irregolari, variando da circa 15 a 20 pollici (da 380 a 510 mm); quasi tre quarti di esse cadono durante l’estate, e la grandine è frequente.
Le precipitazioni annue nel Colorado Piedmont sono inferiori a quelle delle pianure; meno di tre quarti di esse cadono in estate, soprattutto sotto forma di temporali. Le temperature di luglio a Denver sono in media sui 70° F (circa 23 °C); quelle di gennaio, circa 30 °F (-1 °C). Brevi periodi caldi e freddi che salgono a 90 °F (32 °C) o scendono sotto i 10 °F, rispettivamente, non sono rari. Il chinook – una corrente d’aria secca invernale discendente dalle alte montagne che viene riscaldata dalla compressione mentre scende – spesso alza le temperature di 30-40 °F (17-22 °C) in meno di un’ora, scioglie la copertura nevosa e può produrre venti violenti che sono stati registrati in eccesso di 100 miglia (160 km) all’ora.
La topografia accidentata delle montagne e degli altipiani del Colorado occidentale produce un complesso modello di climi locali. L’elevazione, la quantità di esposizione ai raggi diretti del sole e l’orientamento delle catene montuose e delle valli alla circolazione generale dell’aria sono fattori importanti che determinano il clima di una particolare località. Tipicamente, ampie variazioni di clima si verificano entro brevi distanze. Le temperature di luglio sono in media intorno ai 60° F (circa 16 °C) in molte località di montagna, mentre gli altipiani più bassi e i fondovalle hanno una media di circa 20°F (11 °C) più alta. Le temperature invernali spesso diventano più estreme con l’altitudine. Leadville, a circa 10.000 piedi (3.000 metri), ha una temperatura media di gennaio di circa -8 °C, ma le temperature possono scendere a circa -50 °F (-46 °C) a quote più alte. Le condizioni aride prevalgono su gran parte del Colorado Plateau, mentre ad altezze superiori a 5.500 piedi (1.700 metri) le precipitazioni sono sufficienti a sostenere le foreste spesse. Le precipitazioni generalmente aumentano rapidamente con l’altitudine, con quantità che vanno da circa 20 a 50 pollici (da 500 a 1.270 mm). La neve può cadere durante qualsiasi mese in montagna, e gli accumuli annuali totali sono pesanti, raggiungendo regolarmente i 300 pollici (7.600 mm) in alcune stazioni.