Wpływ topografii na klimat danego regionu jest potężny. Pasma górskie tworzą bariery, które zmieniają wzorce wiatrów i opadów. Cechy topograficzne, takie jak wąskie kaniony przecinają i wzmacniają wiatry. Góry i płaskowyże są narażone na niższe temperatury panujące na wyższych wysokościach. Orientacja gór na słońce tworzy wyraźny mikroklimat na obszarach takich jak Alpy, gdzie całe wioski pozostają w cieniu przez większą część sezonu zimowego.
Topografia wpływa na deszcz i opady śniegu
Góry odgrywają ważną rolę w strukturze opadów. Bariery topograficzne, takie jak góry i wzgórza, wymuszają przeważające wiatry w górę i ponad ich zboczami. Gdy powietrze unosi się, również ochładza się. Chłodniejsze powietrze może zatrzymywać mniej pary wodnej niż cieplejsze powietrze. Gdy powietrze się ochładza, ta para wodna ulega kondensacji, osadzając deszcz lub śnieg na zboczach nawietrznych. Góry w zachodnich Stanach Zjednoczonych, takie jak Sierra Nevadas, zatrzymują wilgoć przemieszczającą się z Oceanu Spokojnego na swoich zachodnich zboczach, gdzie w przeciwnym razie mogłaby przejść bez przeszkód. Stwarza to efekt zwany cieniem deszczowym po zawietrznej (chronionej) stronie, gdzie powietrze zawiera bardzo mało wilgoci. Większość wielkich pustyń na średnich szerokościach geograficznych znajduje się w cieniach deszczu.
Topografia tworzy charakterystyczne regionalne wiatry
Bariery górskie tworzą również i kierują wiatry regionalne, ważny element klimatu. Gdy wiatr schodzi po zawietrznych zboczach, powietrze ulega kompresji, stając się gęstsze i cieplejsze. Mogą wystąpić silne wiatry, takie jak silne i nietypowo ciepłe wiatry Chinook, które spływają po wschodniej stronie Gór Skalistych. W regionach arktycznych grawitacyjnie ściągane jest bardzo gęste, suche powietrze z krawędzi lądolodów. Te silne, pędzące wiatry są znane jako wiatry katabatyczne lub grawitacyjne. Przełęcze górskie działają również jako naturalne lejki i zwiększają prędkość wiatru. W Kalifornii wiatry Santa Ana wiejące od pustyń są wzmacniane przez te przerwy. Wiatr wieje silniej, gdy jest wymuszany przez topografię przez wąski otwór, a w tych lokalizacjach można znaleźć wiele farm wiatrowych.
Wyższe wysokości i niższe temperaturyer
Grunty na wyższych wysokościach, takie jak góry czy płaskowyże, są naturalnie chłodniejsze z powodu zjawiska znanego jako tempo utraty środowiska. Po raz pierwszy zaobserwowany przez odkrywcę i przyrodnika Alexandra von Humboldta, powietrze schładza się do 3,5 stopnia Fahrenheita na każde 1000 stóp wzrostu wysokości. Jest to odpowiednik podróży setki mil na północ i tworzy złożony klimat Highland o dużej różnorodności. Na południowym zachodzie Ameryki pustynie leżą u podnóża gór, które zwieńczone są wielkimi lasami sosnowymi Ponderosa ze względu na efekt wysokości.
Orientacja topografii i mikroklimatu
Orientacja stoków w stosunku do słońca ma ogromny wpływ na klimat. Na półkuli północnej zbocza skierowane na południe są bardziej słoneczne i wspierają zupełnie inne społeczności ekologiczne niż zbocza skierowane na północ. Południowa strona góry może doświadczać warunków wiosennych na kilka tygodni lub nawet miesięcy przed północną stroną. Tam, gdzie istnieje całoroczny śnieg lub lodowce, są one pielęgnowane przez cień zapewniany przez północno-zachodnie stoki. W regionach górskich, takich jak Alpy w Europie, całe wioski mogą być przez kilka miesięcy zacieniane w zimie, by na wiosnę wynurzyć się ponownie. W takich społecznościach powszechne jest święto z okazji ponownego pojawienia się słońca.