Las características climáticas del Citlaltépetl y de la Sierra Madre Oriental son bastante variadas, debido sobre todo a la altitud y la vertiente. Los tipos climáticos predominantes son: el templado húmedo, el templado subhúmedo y el frío.
El templado húmedo predomina en la vertiente oriental, entre los 2.200 y los 3.200 metros sobre el nivel de mar. Es un clima templado regular, con lluvias todo el año. En otoño e invierno se registran con cierta frecuencia heladas y nevadas. También son frecuentes las neblinas o nubes bajas. La estación más seca es la primavera, donde se registran las temperaturas más altas de todo el año, generalmente en el mes de abril.
El templado subhúmedo predomina en la vertiente occidental, arriba de los 2.600 msnm. Es muy parecido al anterior, pero difieren en el régimen pluviométrico: el verano es lluvioso, mientras que el invierno es seco
El clima frío predomina entre los 3.200 y los 4.300 m de altitud. La temperatura media anual oscila entre los 2 y los 5 °C. Gran parte de las precipitaciones son en forma de nieve.
En las zonas superiores a los 4.300 metros de altura predomina un clima más frío que el anterior, con una temperatura media anual menor a -2 °C. Las precipitaciones son casi exclusivamente en forma de nieve. Además, es común que sople allí el denominado "viento blanco" o borrasca de nieve, que en ocasiones dura varios días. La superficie ocupada por el clima frío en el Pico es de unos 31 km2, zona que abarca el cono volcánico y una pequeña faja a su alrededor.
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