Učinci topografije na klimu bilo koje regije snažni su. Planinski lanci stvaraju prepreke koje mijenjaju obrasce vjetra i oborina. Topografske značajke poput uskih kanjona usmjeravaju i pojačavaju vjetrove. Planine i visoravni izloženi su hladnijim temperaturama većih nadmorskih visina. Orijentacija planina prema suncu stvara izrazitu mikroklimu u područjima poput Alpa, gdje cijela sela ostaju u sjeni veći dio zimske sezone.
Topografija utječe na kišu i snijeg
Planine igraju važnu ulogu u obrascima oborina. Topografske barijere poput planina i brda prisiljavaju vjetrove da prevladavaju i preko njihovih padina. Kako se zrak diže, on se i hladi. Hladniji zrak sposoban je zadržati manje vodene pare od toplijeg zraka. Kako se zrak hladi, ta se vodena para prisilno kondenzira, taloži kišu ili snijeg na vjetrovitim padinama. Planine na zapadu Sjedinjenih Država, poput Sierre Nevadas, zarobljavaju vlagu koja putuje s Tihog oceana na svojim zapadnim bokovima, gdje bi inače mogla proći nesmetano. To stvara učinak poznat kao kišna sjena na njihovim zavjetrinskim (zaštićenim) stranama, gdje zrak sadrži vrlo malo vlage. Većina velikih svjetskih pustinja srednje širine smještena je u kišnim sjenama.
Topografija stvara karakteristične regionalne vjetrove
Planinske barijere također stvaraju i usmjeravaju regionalne vjetrove, važan element klime. Kako se vjetar spušta pod zavjetrinskim padinama, zrak se komprimira, postajući sve gušći i topliji. Rezultat mogu biti jaki vjetrovi, poput snažnih i nesezonski toplih vjetrova Chinook koji teku istočnom stranom Stjenovitih planina. U arktičkim predjelima ekstremno gusti suhi zrak gravitacijom se izvlači s rubova ledenih pokrova. Ti silni vjetrovi poznati su kao katabatski ili gravitacijski vjetrovi. Planinski prijevoji također djeluju kao prirodni lijevci i povećavaju brzinu vjetra. U Kaliforniji vjetrovi Santa Ane koji pušu iz pustinja pojačani su tim stankama. Vjetar jače puše kad ga prisiljava topografija kroz uski otvor, a na tim se mjestima mogu naći mnoge vjetroelektrane.
Viša povišenja i hladnije temperature
Zemljišta na višim nadmorskim visinama, poput planina ili visoravni, prirodno su hladnija zbog pojave poznate kao stopa propadanja okoliša. Prvo ga je primijetio istraživač i prirodoslovac Alexander von Humboldt, zrak se hladi na 3,5 stupnjeva Fahrenheita za svakih 1.000 metara nadmorske visine. To je ekvivalent putovanja stotinama kilometara sjevernije i stvara složenu gorjsku klimu s velikom raznolikošću. Na američkom jugozapadu pustinje se nalaze u podnožju planina koje su preplavljene velikim borovim šumama Ponderosa zbog učinaka uzvišenja.
Orijentacija topografije i mikroklime
Orijentacija padina u odnosu na sunce duboko utječe na klimu. Na sjevernoj polutki, padine okrenute prema jugu sunčanije su i podržavaju posve različite ekološke zajednice od padina okrenutih prema sjeveru. Južna strana planine može proživjeti proljetne uvjete tjednima ili čak mjesecima prije sjeverne strane. Tamo gdje postoje cjelogodišnji snijeg ili ledenjaci, njeguje ih sjena koju pružaju padine okrenute prema sjeveru i zapadu. U planinskim regijama poput Alpa u Europi, čitava sela mogu zimi mjesecima biti u sjeni, da bi se ponovno pojavila na proljeće. U takvim je zajednicama uobičajeno imati praznik kojim se obilježava ponovno pojavljivanje sunca.