ינואר הוא החודש הקר ביותר בפארק, שבו הטמפרטורה הממוצעת הגבוהה היא 2°C והטמפרטורה הממוצעת הנמוכה היא 8°C-. אוגוסט הוא החודש החם ביותר ובו הטמפרטורה הממוצעת הגבוהה היא 21°C והטמפרטורה הממוצעת הנמוכה היא 4°C. באופן טבעי הטמפרטורות בפארק משתנות בהתאם לגובה. הטמפרטורה הנמוכה ביותר שנמדדה בפארק הייתה 29°C- והגבוהה ביותר 32°C. הטמפרטורות יכולות לרדת מתחת לנקודת הקיפאון בין 19 באוגוסט ל-7 ביולי (כלומר במשך כל השנה כמעט). כפור יכול להיווצר במשך כל השנה, אם כי הוא נדיר בין יוני ל-10 בספטמבר.
הלחות המגיעה בעיקר מהמערב (מהאוקיינוס השקט) נעצרת ברכס הרי הקסקייד, ולכן כמות המשקעים בפארק גדולה, בייחוד בהשוואה לאזורים ממזרח הסובלים מתופעת מדבר צל גשם. גשם (או שלג) יורדים כל השנה, אבל התקופה שבין יוני לספטמבר גשומה פחות מהתקופה שבין אוקטובר לאפריל. כמות המשקעים השנתית הממוצעת היא 1,700 מ"מ, כאשר דצמבר הוא החודש הלח ביותר עם ממוצע משקעים של 280 מ"מ.
בגבהים הנמוכים של מערב אורגון השלג הוא נדיר, אבל הוא נפוץ במקומות הגבוהים, בייחוד בפארק הלאומי קרייטר לייק. המדידות שנערכו במטה הפארק בגובה 1,975 מטרים הראו ששלג יורד בפארק בתכיפות גדולה יותר מאשר בכל תחנת מדידה אחרת באורגון. שלג בכמות בת מדידה (20 מ"מ ומעלה) יורד בממוצע 98 ימים בשנה בין 1 באוקטובר ל-15 ביוני. אפילו בחודשים יוני וספטמבר יכולות להתחולל סופות שלגים, שבמהלכן ירדו בעבר 51 סנטימטרים של שלג. כמות השלג הממוצעת השנתית היורדת על הפארק מגיעה ל-13.5 מטרים. הכמות היומית הגדולה ביותר של שלג, קרוב למטר, ירדה בפארק ב-28 בפברואר 1971, וכמות דומה ירדה ב-1937 ו-1951. הכמות הגדולה ביותר שירדה בחודש, 8 מטרים, ירדה בינואר 1950, והכמות השנתית הגדולה ביותר הייתה בחורף 1949–1950, אז ירדו בפארק 22.9 מטרים שלג.
עד לתחילת האביב מצטבר השלג על הקרקע בפארק לגובה שבין 3 ל-4.5 מטרים. שיא ההצטברות היה ב-3 באפריל 1983, אז הצטברו על הקרקע 6.4 מטרים שלג. מרבית הכבישים בפארק נשארים סגורים עד שלהי האביב, והשלג אינו מפשיר עד אמצע יולי, ומאפשר היווצרות קרחונים על ההרים הסמוכים לקלדרה. שלג נדיר מאוד ביולי ואוגוסט ואז "באופן טיפוסי יום נפלא אחד רודף יום נפלא אחר".
אף על פי שהשלג מכסה את הפארק במשך שמונה חודשים בשנה, האגם קופא לעיתים רחוקות. הסיבה לכך היא שבשל עומקו העצום של האגם הוא משמש כמאגר חום הסופג את קרינת השמש. הפעם האחרונה שבה קפא לחלוטין הייתה ב-1949, לאחר חורף קר במיוחד. ב-1985 קפאו 95% מפני האגם. טמפרטורת המים באגם קבועה על 3.3°C החל מעומק של 90 מטרים ומטה; כאשר שכבת המים העליונה יכולה להתחמם בקיץ ולהגיע לטמפרטורה שבין 12°C ל-15°C.
הידרוגרפיה.
פלגים קטנים הזורמים במערב הפארק שייכים לאגן הניקוז של הנהר רוג (Rogue River), נהר זה, שמקורותיו צפונית לפארק, זורם מערבה ונשפך לאוקיינוס השקט. נהר נוסף שחלק ממקורותיו נובעים בפארק הוא נהר קלאמת (Klamath River) הזורם תחילה דרומה, חוצה את הגבול לקליפורניה, ונשפך גם הוא לאוקיינוס השקט.
גוף המים הגדול היחיד בפארק הוא אגם קרייטר לייק. קוטרו כ-8 קילומטרים, שטח פניו 52.9 קמ"ר וגובהו הממוצע 1,883 מטרים מעל פני הים. הגובה תלוי בכמות המשקעים, ובמדידות שנעשו באופן שוטף התגלה כי טווח השינוי הוא כ-5 מטרים. עומק המים באגם משתנה עם הטופוגרפיה ותלוי גם בכמות המשקעים. ביולי 2000 היה עומקו המקסימלי 594 מטרים, לאחר שב-1959 היה עומקו המקסימלי 589 מטרים. עומקו הממוצע 350 מטרים ועומקו המינימלי (סמוך לאי פנטום שיפ) הוא בין חמישה לשמונה מטרים. נהרות אינם נשפכים לאגם או זורמים ממנו, ועל ההתאיידות והחלחול מפצים משקעים בצורת גשמים ושלגים בקצב שבו מתחלפים מימיו של האגם לחלוטין כל 250 שנים.
האגם הוא אחד האגמים הצלולים בעולם בשל כמה גורמים, בעיקר משום שאף נחל לא זורם לתוכו, והסלעים הגעשיים הבונים את האזור אינם מתמוססים במים (בניגוד למשל לאבן גיר), ולכן לא חודרים למימיו מזהמים. תוצאות בדיקת צלילות המים באמצעות דסקת סקי הן בממוצע בין 27 ל-30 מטרים. שיא הצלילות נמדד ב-25 ביוני 1997 – 43.3 מטרים. במי האגם יש כמות יחסית גדולה של מלחים מומסים, וה-pH הממוצע של מימיו נע בין 7 ל-8. עומקו הרב של האגם וצלילות מימיו גורמים למים לספוג את כל הצבעים באור הנראה למעט כחול, ועקב כך יש למים גוון אינדיגו אופייני, למעט באזורים הרדודים שבהם צבעם ירקרק.
גאולוגיה.
הפעילות הגעשית באזור ניזונה מתהליך הפחתה מול חופי אורגון. לוח חואן דה פוקה ולוח גורדה, לוחות טקטוניים ימיים קטנים מחליקים מתחת ללוח הצפון-אמריקאי הגדול מהן בהרבה. קצב ההפחתה הנוכחי הוא של 3–4 ס"מ בשנה, כמחצית מקצב ההפחתה לפני כ-7 מיליון שנים. תהליך ההפחתה יוצר חום ולחץ, שעוצמתם תלויה בקצב ההפחתה (שכאמור כיום הוא נמוך מבעבר), והם גורמים ליצירת רכס ההרים ובו סדרה של הרי געש, המכונה רכס קסקייד. הרי הגעש הגדולים ברכס מכונים "הקסקיידס הגבוהים" (High Cascades). עם זאת, קיימים גם הרי געש רבים אחרים ברכס, מרביתם קטנים הרבה יותר.
לפני כ-400,000 שנים החל להיווצר הר מזאמה בדרך דומה להרים אחרים בקסקייד הגבוה, כחרוטי מגן חופפים. במהלך השנים, בנו לחלופין קילוחי לבה וזרמים פירוקלסטיים את החרוטים החופפים של מזאמה עד שהגיע לגובה משוער של 3,700 מטרים.
בזמן שהר הגעש השכבתי הצעיר גדל, נבנו לועות געשיים והרי געש קטנים יותר רבים בשטח הפארק ובסמוך לגבולות הפארק של ימינו. בולטים בהם חרוטי אפר. אף שמרביתם כבר נעלמו – חרוטי אפר נסחפים בקלות – יש כיום לפחות 13 חרוטי אפר צעירים בתוך שטח הפארק וכ-11 בסמוך לגבולותיו, שעדיין משמרים את צורת החרוט האופיינית. הגאולוגים חלוקים בשאלה האם הרי געש משניים ולועות אלו הם לועות טפילים של תא המאגמה והמערכת הגעשית של מאזאמה או שהם קשורים לגעשיות הכללית של רכס קסקייד.
לאחר תקופה ארוכה שבה היה רדום, ניעור מזאמה שוב. ואז, סביב שנת 5,677 לפנה"ס (150± שנים) התחוללה בהר התפרצות געשית עזה. בהתפרצות נפלטו מתא המאגמה של הר מזאמה בין 46 ל-58 קילומטרים מעוקבים של מאגמה ריודקיטית שהפכו לכ-100 קילומטרים מעוקבים של טפרה (המאגמה דחוסה יותר עקב הלחץ העז שמופעל עליה), 7 במדד התפרצות געשית. במקביל שקע כל החלק המרכזי של ההר, שגובהו לפני האירוע מוערך ב-3,700 מטרים, לתוך תא המאגמה שהתרוקן, וההר איבד כ-1,500 מטרים מגובהו. במקום שבו שכנה בעבר פסגת ההר נוצרה קלדרה עמוקה. תוך התבססות על תנאי האקלים ששררו אז, מעריכים כיום כי בתוך 740 שנים נוצר בתוך הקלדרה אגם יפהפה בצבע כחול עמוק, המוכר כיום כקרייטר לייק.
ההתפרצות שקטמה את פסגתו של הר מזאמה החריבה אזור גדול סביבו וגרמה להשקעת אפר געשי במרחקים גדולים. במזרח, נתגלה האפר המכונה "Mazama Ash" בפינה הצפון-מערבית של הפארק הלאומי ילוסטון של ימינו, בדרום הוא נתגלה במרכז נבדה ובצפון הוא נתגלה בקולומביה הבריטית, אבל השטח אותו כיסה האפר גדול הרבה יותר. בשנות ה-90 של המאה ה-20 גילו גאולוגים עדויות לקיומו של האפר בגרינלנד הרחוקה. להשוואה, כמות האפר שנפלטה בהתפרצות זו גדולה פי 150 מההתפרצות של ה-18 במאי 1980 בהר סנט הלנס שבמדינת וושינגטון, אף הוא הר געש ברכס קסקייד. מאז כל ההתפרצויות בהר מזאמה היו מוגבלות לקלדרה. תקופת ההתפרצות המשמעותית הראשונה של שלב זה יצרה בימה מלבה אנדזיטית ("הבימה המרכזית" - central platform) המתרוממת לגובה של 365 מטרים מעל לקרקעית הקלדרה. התפרצויות מאוחרות יותר יצרו חרוטי אפר דוגמת האי ויזארד (Wizard Island), אי שגילו מוערך בכ-6,000 שנים וגובהו 233 מעל פני המים וחרוט מריאם (Merriam Cone), וכיפות ריודקיטיות (מרביתן נמצאות כיום מתחת למים).
האפר התפתח מאז לסוג קרקע המכונה אנדוסול. הקרקעות בפארק הלאומי קרייטר לייק הם קרקעות סייניות חומות, חומות כהות או חומות אפורות כהות המכילות שפע חצץ ואבנים. הקרקעות חומציות באופן קל עד בינוני.
טבע.
הפארק הוא בית גידול ל-700 מינים של צמחים וכ-200 מינים של בעלי חיים. לעומת זאת, מגוון הצמחים ובעלי החיים באגם קרייטר לייק מוגבל בשל ריכוז נמוך של חנקן במי האגם. מדענים זיהו 157 מינים של פיטופלנקטון ו-12 מינים של זואופלנקטון במימי האגם. על דפנות האגם צומחים מושבות של טחבי עלים עד לעומק של 120 מטרים. מושבות של חיידקים צמחו על קרקעית האגם סביב שני אזורים של פעילות הידרותרמית. שטח הפארק מיוער בצפיפות וסמוך אליו שוכנים יערות לאומיים רבים, כדוגמת: פרימונט-וינמה (Fremont–Winema National Forest) מדרום מזרח, אומפקווה (Umpqua National Forest) מצפון מערב, רוג – סיסקיו (Rogue River – Siskiyou National Forest) מדרום, ודשוטס (Deschutes National Forest) ווילאמט (Willamette National Forest) מצפון.
צמחייה.
הפארק הלאומי הוכרז בטרם הגיעו לאזור חוטבי עצים, ועקב כך האזור מכוסה ביערות ראשוניים. האקלים הקשה, והקרקעות הגעשיות הדלות אינם מאפשרים לעצים לגדול לממדים גדולים. משום כך עצים מעטים גדלים מעל לגובה של 46 מטרים ומפתחים גזע שקוטרו עולה על 1.2 מטרים. מרבית העצים ביערות שייכים למחלקת המחטניים. בשטח הפארק יש ארבעה סוגי יערות: