In Phoenix gibt es durchschnittlich 312 Tage Sonnenschein im Jahr. Ein Drittel des Jahres (von Mitte Mai bis Mitte September) liegen die Temperaturen über 38°C (100°F). An den heißesten Tagen des Jahres können die Temperaturen sogar gegen 50°C ansteigen. Die trockene Wüstenluft in Arizona macht die hohen Temperaturen allerdings etwas erträglicher ("trockene Hitze"). Trotzdem können vier Monate derart heißen Wetters sehr anstrengend sein, wenn man sich viel im Freien aufhält. Die Bevölkerung setzt sich allerdings der Hitze nur im geringen Maße aus - die allermeisten Gebäude und Fahrzeuge sind klimatisiert.
Die tiefsten Temperaturen im Winter liegen bei 0°C (32°F), bleiben aber selten über längere Zeit derart niedrig. Messbare Mengen an Schnee gab es in den letzten Jahren zweimal: 1 cm im Jahr 1939 und 2,5 cm im Jahr 1985. Im Jahresdurchschnitt fallen in der Gegend rund 194 mm Regen. Der wenige Regen fällt verteilt über den Zeitraum des Südwest-Monsuns von Juli bis Mitte September, wenn gelegentlich feuchtwarme Luft vom Golf von Kalifornien die heiße Wüstenluft verdrängt.
Fährt man allerdings von Phoenix aus Richtung Norden (Grand Canyon), erreicht man schnell Gebiete (wie Flagstaff), in denen der Schnee auch liegen bleibt.