Al estar localizado en mayoritariamente en el Desierto de Sonora, el clima de Caborca es sumamente extremo y caracterizado por sus elevadas temperaturas y baja pluviosidad, la mayor parte de su territorio registra un clima "Muy seco semicálido", existiendo además dos pequeñas zonas con otro tipo de clima, en su extremo norte el clima es "seco semicálido" y un sector del centro-este clima "Muy seco muy cálido y cálido"; la temperatura media anual que se registra en la mayor parte del territorio es de 20 a 22 °C, con la excepción del noreste y un sector en el centro-este es de 22 a 24 °C; la pluviosidad promedio anual se divide en cuatro zonas, la más al oeste en la costa del Golfo de California es inferior a los 100 mm, la más seca de Sonora y una de las más secas del país, le siguen sucesivamente hacia el este franjas de 100 a 200 mm, 200 a 300 mm y finalmente 300 a 400 mm en el extremo noreste del territorio.