Las zonas situadas al sur del vigésimo cuarto paralelo con elevaciones de hasta 1.000 metros (las partes meridionales de ambas llanuras costeras, así como la Península de Yucatán), tienen una temperatura media anual de entre 24 y 28 °C (75,2 y 82,4 °F). Las temperaturas aquí se mantienen altas durante todo el año, con sólo 5 °C (9 °F) de diferencia entre las temperaturas medias de invierno y de verano. Aunque las zonas bajas al norte del paralelo veinticuatro son calurosas y húmedas durante el verano, suelen tener medias de temperatura anuales más bajas (de 20 a 24 °C o de 68,0 a 75,2 °F) debido a las condiciones más moderadas durante el invierno.
Entre los 1.000 y los 2.000 metros de altitud, se encuentran temperaturas medias anuales de entre 16 y 20 °C (60,8 y 68,0 °F). Los pueblos y ciudades situados a esta altitud al sur del paralelo 24 tienen temperaturas relativamente constantes y agradables durante todo el año, mientras que las localidades situadas más al norte experimentan importantes variaciones estacionales. Por encima de los 2.000 metros, las temperaturas descienden hasta una media anual de entre 8 y 12 °C (46,4 y 53,6 °F) en la Cordillera Neovolcánica. A 2.300 metros de altura, la Ciudad de México (clima principalmente subtropical de altura) tiene una temperatura media anual de 15 °C (59 °F) con veranos agradables e inviernos suaves. La media diaria de máximas y mínimas en mayo, el mes más cálido, es de 26 y 12 °C (78,8 y 53,6 °F), y la media diaria de máximas y mínimas en enero, el mes más frío, es de 19 y 6 °C (66,2 y 42,8 °F).
La pluviometría varía mucho según la ubicación y la estación. Las condiciones áridas o semiáridas se dan en la Península de Baja California, el estado noroccidental de Sonora, el altiplano norte y también en partes importantes del altiplano sur. Las precipitaciones en estas regiones tienen un promedio de entre 300 y 600 milímetros al año, aunque en algunas zonas, sobre todo en el estado de Baja California, son incluso menores. Las precipitaciones medias se sitúan entre 600 y 1.000 milímetros en la mayoría de las principales zonas pobladas del altiplano sur, incluidas Ciudad de México y Guadalajara. Las zonas bajas a lo largo del Golfo de México reciben más de 1.000 milímetros de lluvia en un año medio, siendo la región más lluviosa el estado sudoriental de Tabasco, que suele recibir unos 2.000 milímetros de lluvia al año. Algunas partes del altiplano del norte, las tierras altas y los picos elevados de la Sierra Madres reciben nevadas anuales. El Citlaltépetl, el Popocatépetl y el Iztaccíhuatl siguen albergando glaciares, el mayor de los cuales es el Gran Glaciar Norte.
México tiene estaciones húmedas y secas pronunciadas. La mayor parte del país experimenta una temporada de lluvias desde junio hasta mediados de octubre y una cantidad de lluvia significativamente menor durante el resto del año. Febrero y julio suelen ser los meses más secos y húmedos, respectivamente. Ciudad de México, por ejemplo, recibe una media de sólo 5 milímetros de lluvia durante febrero, pero más de 160 milímetros en julio. Las zonas costeras, especialmente las del Golfo de México, experimentan las mayores cantidades de lluvia en septiembre. Tabasco suele registrar más de 300 milímetros de lluvia durante ese mes. Una parte del noroeste de Baja California tiene un clima mediterráneo influenciado por la corriente de California, con una estación de lluvias que se produce en invierno y regiones costeras que reciben una niebla considerable. Otra zona de clima mediterráneo como resultado de la elevación se da en el interior de Sonora.
México se encuentra directamente dentro del cinturón de huracanes, y todas las regiones de ambas costas son susceptibles de sufrir estas tormentas de junio a noviembre. Los huracanes en la costa del Pacífico suelen ser menos violentos que los que afectan a la costa oriental de México. Sin embargo, varios huracanes al año azotan la costa del Caribe y del Golfo de México, y estas tormentas traen consigo fuertes vientos, lluvias torrenciales, grandes daños y ocasionalmente la pérdida de vidas. El huracán Gilbert pasó directamente sobre Cancún en septiembre de 1988, con vientos de más de 200 kilómetros por hora (124 mph), produciendo importantes daños en los hoteles de la zona turística. Luego azotó el noreste de México, donde las inundaciones provocadas por las fuertes lluvias mataron a decenas de personas en la zona de Monterrey y causaron grandes daños en el ganado y en los cultivos de hortalizas.
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