산악지대에 위치하여 낮과 밤의 일교차가 심하며 같은 날이라도 고지대와 저지대가 기온의 차이가 많이 나기 때문에 일기의 변화가 심합니다. 가끔 오후에는 강풍과 뇌우가 있기도 하며 산간 고지대에는 한여름에도 영하 가까이 기온이 내려가기도 하기 때문에 따뜻한 재킷을 가져가는 것이 좋습니다. 

봄, 가을 
낮 기온은 평균 0℃ - 18℃정도가 나타나며 눈도 흔히 볼 수 있다. 
여름 
낮 기온은 보통 6℃ - 25℃정도로 낮에는 매우 덥고 저녁에는 시원합니다. 때에 따라 산간 고지대에서는 영하에 가까운 온도를 보여주며, 심지어 강풍이 불거나 우박이 내리기도 합니다. 
겨울 
겨울철에는 입구를 비롯해 공원 내부의 길도 많은 곳이 통제가 되기 때문에 미리 알아보고 가야 합니다. 기온은 낮 시간동안에도 영하10℃-영하20℃의 안팎으로 매우 춥고, 눈이 많이 내려서 도로가 수시로 차단되어 차량통제가 빈번히 발생합니다. 

월평균 최고 기온과 최저 기온, 강수량 

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
월평균 최고(ºC)	-2	1	4	9	16	21	27	26	20	13	4	-1
월평균 최저(ºC)	-12	-11	-8	-3	1	5	8	7	3	-2	-7	-11
월평균강수량(Inch)	1.1	0.7	1.1	1.2	2.0	2.0	1.5	1.4	1.3	1.0	1.0	1.0

연중내내 옐로 스톤을 여행하기에 좋은 때는 5~9월로 이 중에서도 7월 초~8월 중순에는 기온이 10~ 21℃ 정도이기 때문에 여행하기 가장 쾌적한 때입니다. 11월 1일~5월 1일은 대부분의 도로가 폐쇄되고 스키장이 문을 연다고 합니다.