W wysokich partiach gór panuje alpejski lub wręcz arktyczny klimat, co jest związane ze znacznymi wysokościami (powyżej 3000 m n.p.m.). Wschodnia część Kolorado cechuje się ekstremami termicznymi, gdzie zimą średnie wartości termiczne wynoszą kilka stopni poniżej zera, ale mogą obniżyć się do wartości od –18 °C do –23 °C. Lata są upalne, powyżej 30 °C, temperatury rzędu 35–38 °C nie należą do rzadkości. Taki rozkład temperatur związany jest z rzeźbą terenu Ameryki Północnej, co wiąże się z napływem mas powietrza – mroźnych, arktycznych zimą i gorących zwrotnikowych latem. Najwyższą temperaturę w Kolorado zanotowano 11 lipca 1888 roku i wynosiła ona 48 °C. Najniższa zanotowana temperatura z dnia 1 lutego 1985 roku wynosiła –61 °C Western Regional Climate Center. Retrieved October 24, 2006..
Ze stanu Kolorado, a dokładnie z wysokiego pasma Gór Skalistych, wypływają większe rzeki Stanów Zjednoczonych. Są to Rio Colorado, czyli rzeka Kolorado, i Rio Grande, a także liczne dopływy Missisipi, jak rzeka Arkansas. Tym samym stan Kolorado należy do dwóch zlewisk: Oceanu Spokojnego i Zatoki Meksykańskiej (Ocean Atlantycki). W górach liczne są polodowcowe jeziora.