Virkningerne af topografi på klimaet i en given region er stærke. Bjergkæder skaber barrierer, der ændrer vind- og nedbørsmønstre. Topografiske træk som smalle kløfter kanaliserer og forstærker vind. Bjerge og plateauer udsættes for de køligere temperaturer i højere højder. Bjergernes orientering mod solen skaber særskilte mikroklimaer i områder som Alperne, hvor hele landsbyer forbliver i skyggen det meste af vintersæsonen.
Topografi påvirker regn og snefald
Bjerge spiller en vigtig rolle i nedbørsmønstre. Topografiske barrierer som bjerge og bakker tvinger fremherskende vinde op og over deres skråninger. Når luften stiger, køler den også af. Køligere luft er i stand til at holde mindre vanddamp end varmere luft. Når luften køler ned, tvinges denne vanddamp til at kondensere, og der afsættes regn eller sne på skråninger mod vinden. Bjerge i det vestlige USA som Sierra Nevadas fanger fugt, der rejser ud for Stillehavet på deres vestlige flanke, hvor det ellers måske er passeret uhindret. Dette skaber en effekt, der kaldes en regnskygge på deres ledside (beskyttede) sider, hvor luften indeholder meget lidt fugt. De fleste af verdens store ørkener i mellembreddegraden ligger i regnskygger.
Topografi skaber markante regionale vinde
Bjergbarrierer skaber og trækker også regionale vinde, et vigtigt element i klimaet. Efterhånden som vinden ned ad bakkebakken komprimeres luften og bliver mere tæt og varm. Der kan opstå stærke vinde såsom de kraftige og usædvanligt varme Chinook-vinde, der strømmer ned ad den østlige side af Rocky Mountains. I arktiske områder trækkes ekstremt tæt tør luft ud af isarkets kanter ved tyngdekraften. Disse kraftige skyndende vinde er kendt som katabatiske eller tyngdekraftsvind. Bjergpas fungerer også som naturlige tragte og øger vindhastigheden. I Californien styrkes vindene i Santa Ana, der blæser ud af ørkenen, ved disse pauser. Vind blæser stærkere, når den tvinges af topografi gennem en smal åbning, og mange vindmølleparker kan findes på disse steder.
Højere højder og køligere temperaturer
Land i højere højder, såsom bjerge eller plateauer, er naturligt køligere på grund af et fænomen kendt som den miljømæssige bortfaldshastighed. Først observeret af opdagelsesrejsende og naturforsker Alexander von Humboldt, afkøles luft ved 3,5 grader Fahrenheit for hver 1.000 fod højdeforøgelse. Dette svarer til at rejse hundreder af miles nord og skaber et komplekst højlandsklima med stor mangfoldighed. I Amerikas sydvestlige del ligger ørkener ved foden af bjerge, der er toppet med store Ponderosa fyrreskove på grund af virkningerne af højden.
Orientering af topografi og mikroklimaer
Pisternes orientering i forhold til solen har en dybtgående indvirkning på klimaet. På den nordlige halvkugle er sydvendte skråninger solrige og understøtter helt andre økologiske samfund end nordvendte skråninger. Den sydlige side af et bjerg kan opleve forårsvilkår uger eller endda måneder forud for dets nordside. Hvor der er året rundt sne eller gletschere, næres de af skyggen fra nord- og vestvendte skråninger. I bjergrige områder som Alperne i Europa kan hele landsbyer være støbt i skygge i flere måneder om vinteren for kun at dukke op igen om foråret. I sådanne samfund er det almindeligt at have en ferie for at markere solens genoptræden.
