De gebieden ten zuiden van de vierentwintigste breedtegraad met hoogten tot 1.000 meter (de zuidelijke delen van zowel de kustvlakten als het schiereiland Yucatán), hebben een jaarlijkse mediane temperatuur tussen 24 en 28 °C (75,2 en 82,4 °F). De temperaturen blijven hier het hele jaar door hoog, met slechts een verschil van 5 °C (9 °F) tussen de mediane winter- en zomertemperaturen. Hoewel laaggelegen gebieden ten noorden van de vierentwintigste breedtegraad ’s zomers heet en vochtig zijn, hebben zij over het algemeen lagere jaarlijkse temperatuurgemiddelden (van 20 tot 24 °C of 68,0 tot 75,2 °F) vanwege de gematigder omstandigheden in de winter.
Tussen 1.000 en 2.000 meter (3.281 en 6.562 ft), treft men jaarlijks gemiddelde temperaturen aan tussen 16 en 20 °C (60,8 en 68,0 °F). Steden op deze hoogte ten zuiden van de vierentwintigste breedtegraad hebben het hele jaar door relatief constante, aangename temperaturen, terwijl noordelijker gelegen plaatsen met aanzienlijke seizoenschommelingen te maken hebben. Boven de 2.000 meter dalen de temperaturen tot een gemiddelde van 8 tot 12 °C per jaar in de Cordillera Neovolcánica. Op 2.300 meter hoogte heeft Mexico Stad (hoofdzakelijk subtropisch hooglandklimaat) een gemiddelde jaartemperatuur van 15 °C (59 °F) met aangename zomers en milde winters. De gemiddelde dagtemperaturen voor mei, de warmste maand, zijn 26 en 12 °C (78,8 en 53,6 °F), en de gemiddelde dagtemperaturen voor januari, de koudste maand, zijn 19 en 6 °C (66,2 en 42,8 °F).
Regenval varieert sterk, zowel per locatie als per seizoen. Aride of semi-aride omstandigheden komen voor op het schiereiland Baja California, de noordwestelijke deelstaat Sonora, de noordelijke altiplano, en ook aanzienlijke delen van de zuidelijke altiplano. In deze gebieden valt gemiddeld tussen 300 en 600 millimeter neerslag per jaar, hoewel in sommige gebieden nog minder, met name in de staat Baja California. In de meeste dichtbevolkte gebieden van de zuidelijke altiplano, waaronder Mexico City en Guadalajara, valt gemiddeld tussen 600 en 1.000 millimeter neerslag per jaar. In de laaggelegen gebieden langs de Golf van Mexico valt in een gemiddeld jaar meer dan 1.000 millimeter regen. De natste regio is de zuidoostelijke staat Tabasco, waar jaarlijks ongeveer 2.000 millimeter regen valt. In delen van de noordelijke altiplano, de hooglanden en de hoge toppen van de Sierra Madres valt jaarlijks sneeuw. Citlaltépetl, Popocatépetl en Iztaccíhuatl hebben nog steeds gletsjers, waarvan de grootste de Gran Glaciar Norte is.
Mexico heeft uitgesproken natte en droge seizoenen. Het grootste deel van het land kent een regenseizoen van juni tot half oktober en beduidend minder regen gedurende de rest van het jaar. Februari en juli zijn over het algemeen respectievelijk de droogste en natste maanden. Mexico Stad, bijvoorbeeld, ontvangt gemiddeld slechts 5 millimeter regen in februari, maar meer dan 160 millimeter in juli. Kustgebieden, vooral die langs de Golf van Mexico, krijgen de grootste hoeveelheden regen in september. Tabasco regent in die maand gewoonlijk meer dan 300 millimeter. Een deel van het noordwesten van Baja California heeft een mediterraan klimaat onder invloed van de Californische Stroming, met een regenseizoen dat in de winter valt en kustgebieden die aanzienlijke mist ontvangen. Een ander gebied met een mediterraan klimaat als gevolg van de hoogte komt voor in het binnenland van Sonora.
Mexico ligt precies in de orkaangordel, en alle regio’s van beide kusten zijn van juni tot november vatbaar voor deze stormen. De orkanen aan de Pacifische kust zijn vaak minder hevig dan die welke de oostkust van Mexico treffen. De kusten van het Caribisch gebied en de Golf van Mexico worden echter elk jaar door een aantal orkanen getroffen, die harde windstoten, zware regenval, grote schade en af en toe verlies van mensenlevens met zich meebrengen. De orkaan Gilbert trok in september 1988 rechtstreeks over Cancún, met windsnelheden van meer dan 200 kilometer per uur (124 mph), en veroorzaakte grote schade aan hotels in de badplaats. De orkaan trof vervolgens het noordoosten van Mexico, waar overstromingen als gevolg van de zware regenval tientallen slachtoffers eisten in het gebied rond Monterrey en grote schade veroorzaakten aan vee en groentegewassen.