Klimaet i Wyoming er kjølig, tørt og vindfullt sammenlignet med det meste av USA, primært på grunn av delstatens topografi. Somrene er varme med gjennomsnittlige høyeste temperaturer i juli på mellom 29 °C og 35 °C de fleste steder. Gjennomsnittet er dog lavere for områder som er høytliggende. Vintrene er kalde med varierende temperaturer. Området omkring Big Horn har en årlig nedbørsmengde på mellom 125 og 200 mm og de lavereliggende områder i nord og øst ca. 250–300 mm. Noen fjellområder har helt opptil 5 meter nedbør om året.