Por ser el Parque Henri Pittier de una topografía muy abrupta, no estable ni plana, el clima varía según la altura sobre el nivel del mar. El parque se sitúa a una altura que va desde los 0 hasta los 2.436 msnm, su altura máxima en la cima del Pico El Cenizo.

En el sistema costero la temperatura promedio es de 28 ºC, con máximas que pueden superar los 30 ºC, mientras que en las zonas más altas descienden desde los 12 ºC hasta los 6 ºC, con altos niveles de precipitación durante el período lluvioso en Venezuela (abril-noviembre).