I Mojave forekommer det ekstremtemperaturer, og det er fire tydelige årstider. Om vinteren går temperaturen ned til -7 °C ved dalbunnene, og under -18 °C ved større høyder. Stormer som kommer inn fra nordvest i Stillehavet kan føre med seg regn og snø til hele området. Men Mojave ligger i regnskyggen av både Sierra Nevada og fjellmassiver inne i ørkenen, som f.eks. Spring Mountains, slik det ofte kun kommer skyer og vind inn over området, ikke regn. I lange perioder mellom stormsystemer kan vintertemperaturen komme helt opp mot 27 °C.