格鲁吉亚境內所見的高加索山脈
高加索山脈的氣候根據海拔而垂直變化，亦根據緯度和位置而水平變化。溫度普遍隨著海拔上升而下降。位於海平面的阿布哈茲共和國蘇呼米，其年平均溫度為攝氏15度；而位於海拔3,700米的卡茲別克山山坡，其年平均溫度下降至攝氏-6.1度。大高加索山脈的北坡較南坡寒冷3℃。由於接近大陸性氣候，小高加索山脈的高地（位於格鲁吉亚南部、亞美尼亞和阿塞拜疆西部）的夏季和冬季的溫度有著明顯的差別。
在大部分地區，降水量由東往西增加，小高加索山脈的南部和高加索東北部（靠近達吉斯坦共和國）一帶是最乾燥的地區，而山脈東北部、裏海盆地附近地區更錄得只有200毫米（9.84吋）的絕對最低年降雨量。相反地，高加索山脈的西部有著高量的降水，大高加索山脈南坡的降水量亦較北坡為高。高加索山脈西部地區的年降雨量在1000-4000毫米（39.37–157.48吋）之間變化；而山脈北部和東部地區，即車臣、印古什共和國、卡巴爾達-巴爾卡爾共和國、奧塞提亞和格鲁吉亚卡赫蒂大区一帶的年降雨量則在600-1800毫米（23.62–70.87吋）之間變化。小高加索山脈地區的降水量則在600–1,800毫米（23.62–70.87吋）之間變化（不包括蘇拉姆山脈）。
儘管某些地區因並非位於向風坡而接收不到很多的降雪，尤以受來自黑海濕氣影響較小的小高加索山脈為甚，整體來說高加索山脈仍有著很高的降雪量。一些地區，如阿布哈茲共和國北部可有逾5米（16呎）的積雪。在十一月至四月，於高加索山脈發生雪崩是很常見的。