En todo el territorio sinaloense, el clima es cálido la mayor parte del año. En abril empiezan a sentirse temperaturas de alrededor de 25° C; de junio a septiembre, el riguroso calor del verano alcanza a superar los 40°, pero a partir del mes de octubre desciende, hasta que en enero se registran temperaturas mínimas de entre 0 y 10° C. El calor es más fuerte en la planicie y algo se atempera en las tierras altas, aunque no es mucha la diferencia en los meses más calientes.
La estación de lluvias comprende los meses de julio, agosto y septiembre, pero no es uniforme en todo el territorio. En la parte sur, entre los ríos Piaxtla y de las Cañas, la precipitación pluvial es más abundante, entre 900 y 1 500 mm anuales, de modo que son frecuentes las inundaciones. El volumen de las aguas pluviales disminuye en la planicie a medida que se avanza hacia el norte, hasta llegar a menos de 300 mm en los valles de los ríos Sinaloa y Fuerte. En las tierras altas la precipitación es mayor que en la planicie, pues alcanza entre 500 y 900 mm anuales, suficiente para el desarrollo de la agricultura de temporal.
También influyen en los recursos hidrológicos de Sinaloa los ciclones, que durante el verano se forman en el Océano Pacífico y que con cierta frecuencia azotan las costas del estado. Los ciclones producen graves daños en la zona donde inciden directamente: destruyen sembrados, derriban casas, dañan carreteras y líneas eléctricas, producen inundaciones que afectan amplias comarcas; sin embargo, tienen un aspecto positivo en cuanto que aumentan notablemente los recursos hidrológicos del estado.
Asimismo, en invierno golpean a la Sierra Madre Occidental fuertes nevadas. Aunque ocurren fuera del estado de Sinaloa, sus deshielos de primavera alimentan los ríos sinaloenses que, por lo general, presentan dos avenidas anuales: la de primavera por los deshielos y otra en los meses más lluviosos del verano. Ocasionalmente, cuando las lluvias invernales son muy abundantes en la sierra también provocan fuertes avenidas que pueden causar daños graves en los campos agrícolas.
La combinación de estos factores meteorológicos hace que Sinaloa tenga una extensa escala climatológica: en la parte sur del estado, es tropical húmedo; en las tierras montañosas del oriente, es tropical subhúmedo; en la planicie es semiárido y es francamente árido en el noroeste, donde se localiza el municipio de Ahome. Más al norte, ya en el estado de Sonora, el clima pasa de árido a desértico.
