La provincia posee varios pisos climáticos, puesto que su territorio se encuentra desde los 1.000 msnm, con temperaturas de hasta 27° C en el subtrópico fronterizo con la provincia de Esmeraldas, hasta las nieves perpetuas de la cima del volcán Chiles a una altura de 4.723 msnm y con temperaturas inferiores a los 0° C.