গ্রেট বেসিনের জলবায়ু প্রধানত শুষ্ক এবং আধা-শুষ্ক, যেখানে বৃষ্টিপাত খুবই কম এবং গ্রীষ্ম ও শীতকালের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য বিশাল।

গ্রেট বেসিন একটি মরুভূমি অঞ্চল, যা শুষ্ক জলবায়ু দ্বারা চিহ্নিত। বার্ষিক বৃষ্টিপাত সাধারণত ১০-২০ ইঞ্চির মধ্যে থাকে এবং বেশিরভাগই শীতকালে বরফ বা হালকা বৃষ্টির আকারে হয়। গ্রীষ্মকালে তাপমাত্রা প্রায়ই বেশি থাকে, কিন্তু রাতগুলো ঠান্ডা। শীতকালে ঠান্ডা আবহাওয়া বিরাজ করে। এই অঞ্চলের শুষ্কতা প্রধানত বৃষ্টির ছায়া প্রভাবের কারণে, যা সিয়েরা নেভাদা পর্বতমালা সৃষ্টি করে। এটি ক্রান্তীয় বা মেরু অঞ্চলের জলবায়ুর সঙ্গে মেলে না এবং নাতিশীতোষ্ণ অঞ্চল হলেও শুষ্কতার কারণে এটি আলাদা।