Casas Grandes registra en su territorio cinco diferentes tipos de climas, basados principalmente en la altura del territorio, estos climas de registran en bandas en sentido de oeste a este, siendo el primero "Templeado Subhúmedo con Lluvias en Verano" en el extremo sureste, donde se registran las mayores altitudes, "Semifrío Subhúmedo con Lluvias en Verano" en la siguiente banda, "Semiseco Templado", "Seco Templado" y "Muy Seco Templado", este último en el extremo noroeste, ya parte del Desierto de Chihuahua, la transición climática describe también la transición orográfica entre la sierra y las llanuras en el territorio municipal.