В соответствии с климатическим районированием национальный парк расположен в области умеренного климатического пояса, на стыке двух областей - Восточно-Сибирской (центра холода) и Западно-Сибирской, подверженной влиянию северо-атлантических зимних циклонов.

Многолетние данные метеостанции Столбы (536 м н. у. м.) характеризуют климат темнохвойной тайги как более холодный, влажный и менее континентальный, чем степной климат в районе Красноярска (годовые амплитуды 33,8° и 37,3° С).

Средняя годовая температура в горной тайге национального парка минус 1,2°, что на 2,1° холоднее, чем в Красноярской лесостепи. Наиболее холодный месяц в году – январь, среднемесячная температура – 17,6° (на 1° теплее, чем в Красноярске). Самый жаркий – июль, средняя температура +16,2° (на 3,8° прохладнее).

За время существования национального парка зарегистрированы абсолютный максимум 31,6° и абсолютный минимум -44,9°. В среднем за год отмечается 147 дней без мороза, в отдельные годы – 138-162. Средняя дата наступления первого мороза – 17 сентября, последнего - 29 мая. В отдельные годы первые заморозки наступают уже с 28 августа или лишь с 9 октября, а последние – в период с 19 мая по 12 июня. Длительность вегетационного периода, когда днем температура воздуха больше или равна 5°, составляет 138 дней.

В течение года в горно-таежном поясе нацпарка выпадает 686 мм осадков. Большая их часть приходится на зиму -31,3%, на лето – 27% и весну - 22,7%. Меньше всего осадков выпадает осенью – 19%. Устойчивый снежный покров лежит в среднем 124 дня; его средняя мощность 94 см, максимум приходится на конец марта.

Наибольшая высота снега зарегистрирована в 1966 г. - 139 см, а наименьшая в 1949 г. – 55 см. На формирование снежного покрова большое влияние оказывают преобладающие в нацпарке южные ветры (77%). Сильно пересеченный рельеф парка определяет мозаичную картину залегания и таяния снега. Даже в начале июля можно видеть снег, лежащий в расщелинах между скал.

Относительная влажность воздуха в течение года для пояса темнохвойной тайги составляет в среднем 73%, для лесостепи – 66%.

Климат пояса лиственно-светлохвойных лесов, в сравнении с климатом темнохвойной тайги, менее холодный (среднегодовая температура составляет –-0,8°С), но резче выражена его континентальность (годовая амплитуда 34,8°). Здесь на 14 дней увеличивается продолжительность вегетационного периода, в два раза уменьшается мощность снежного покрова, на 25% сокращается количество выпавших за год осадков, но осеннее похолодание в обоих поясах наступает почти одновременно.

Наблюдения за сезонной динамикой природы в среднегорном поясе «Красноярских Столбов» ведутся с 1925 г. (Буторина, Крутовская, 1972).

Зимний сезон продолжается около 150 дней, распадаясь на этапы начальной зимы (первозимье), глубокой зимы и первовесенья.

Начальная зима длится в среднем 25 дней (с 20.10 по 13.11), то есть вдвое короче, чем в расположенном на той же широте Подмосковье. Морозы невелики (минус 10°-15°), возможны оттепели, снежный покров не выше 10-20 см (в некоторые годы даже появляются проталины).

Глубокая зима – основной этап сезона, его продолжительность вдвое длиннее, чем в Подмосковье – 89 дней (с 13.11 по 9.02). Это морозное время: температура ночью в среднем –19°, доходя до –30°; безморозных дней нет совсем. Снежный покров выше 30 см и продолжает нарастать. С этого времени начинается собственно зима в жизни млекопитающих: впадающие в спячку барсук, медведь, бурундук не покидают берлог; пушные звери, так же как и копытные (марал, косуля, лось), к началу этапа заканчивают осеннюю линьку.

Заключительный этап зимы, время первых весенних сигналов, – предвесенье – длится 35 дней (с 9.02 по 15.03). Характерно для него весеннее оживление птиц – дробь пестрого дятла, трели синиц и поползней, крики неясытей, глухари вылетают к токам. Начинается гон у рыси, лисицы, белки и зайца-беляка.

Продолжительность весны составляет 100 дней (с 15.03 по 23.06) и считается от начала постоянных оттепелей до полного облиствения всех деревьев. Так, преднавигационный период (время разрушения снежного и ледового покровов) на Столбах вдвое длиннее и проходит в два этапа. Первый, называемый первовесеньем, знаменует начало теплого времени, конец устойчивых морозов (ночи морозные, но днем всегда оттепели). Образуется наст (21.03), возможны проталины на хорошо прогреваемых местах и у стволов деревьев. Однако снежный покров еще нарастает и полностью определяет облик местности, отсюда и название этого времени года в горной тайге – “снежная весна”. Снеготаяние начинается лишь к концу этого этапа (30.03). У осины и ивы раскрываются цветочные почки – “барашки”; у птиц идет подготовка к брачному периоду – глухари чертят крыльями снег, свистят рябчики, наблюдаются драки у дятлов и игры у воронов; повышается активность млекопитающих. Продолжительность этого этапа - 26 дней (с 15.03 по 10.04).

Второй этап - “пестрая весна” - это время бурного снеготаяния, талых вод, вскрытия ручьев и малых речек. Дневные температуры, как правило, больше 5°С. На самое начало этапа приходится первый дождь. Массовые проталины на солнечных склонах придают горному ландшафту большую пестроту, откуда и название этапа. Выползают клещи, появляются первые бабочки-крапивницы, оживают муравейники; начинаются тока глухарей и рябчиков; пробуждаются бурундуки, барсуки и медведи. Прилетных видов птиц в тайге еще нет, а те, кто прилетел сюда на зиму, исчезают. Продолжительность пестрой весны - 17 дней (с 10 по 27 апреля). Для сравнения, в Подмосковье разрушение снежного покрова происходит быстро и особый этап снеготаяния не выражен – сливается с первым.

Начальный этап весенней вегетации – “голая весна”. Она начинается с наступлением постоянных безморозных ночей, сразу оказывающих решающее влияние на ход весны. В самом начале этапа (27.04) от снега освобождается более половины поверхности, к концу этапа (18.05) снежный покров сходит полностью. Однако в это время возможно образование временного снежного покрова, а снегопады чередуются с теплыми дождями. Почва оттаивает. Первые же безморозные ночи пробуждают растения – набухают и приоткрываются почки деревьев и кустарников, начинается сокодвижение у березы, цветут ветроопыляемые виды – осины, ивы; появляются проростки трав, первые цветы (сначала ветреницы и прострелы, а позднее – хохлатки). Пробуждается большинство насекомых, появляются комары, шмели. В горной тайге национального парка только с этого времени начинается прилет птиц: первыми появляются белая трясогузка, зяблик, чернозобый и певчий дрозды, вьюрок, синехвостка, за ними – горная трясогузка, пятнистый конек, обыкновенная горихвостка. Начинается пролет гуменника и овсянки-ремеза. Заканчивается ток глухаря и рябчика, самки приступают к насиживанию. Все это занимает 25 дней (с 27.04 по 22.05). В Подмосковье разрушение снежного покрова и начальные явления вегетации происходят одновременно, и этапы пестрой и голой весны сливаются.

“Зеленая весна” – основной этап весенней вегетации. Ее продолжительность – 12 дней (с 22.05 по 3.06). Это время распускания листвы деревьев и трав, разгар прилета птиц. Начинаясь более чем на месяц позднее по сравнению с Подмосковьем, процессы зеленения проходят в горной тайге втрое быстрее. Морозные ночи – редкое исключение (последняя из них приходится обычно на середину зеленой весны), то есть 28.05, однако по ночам еще холодно. Возможен еще снегопад и даже кратковременный снежный покров (27.05). Заморозки на почве могут быть в течение всего периода. Днем же воздух хорошо прогревается, и листва быстро распускается. Через один-два дня после начала этапа уже заметна ярко-зеленая дымка черемухи и спиреи, а затем и деревьев – березы и лиственницы сибирской, начинается пыление последних. Осина уже отцвела, но ее листва еще не распускается. У пихты и ели почки только открываются. Эфемеры-подснежники увядают, их сменяют весенние цветы: синие – медуница мягчайшая, желтые – лютик однолистный и фиалка одноцветковая. Прилетают кукушка обыкновенная, горлица большая, обыкновенная и сибирская чечевицы, земляной дрозд; в конце мая появляются кукушка глухая, сибирский дрозд, мухоловки малая и таежная, пеночка корольковая. Продолжается и заканчивается пролет птиц. Глухари, рябчики и ранее прилетевшие птицы заняты гнездованием.

Предлетье – заключительный, переходный к лету этап весны, занимающий 20 дней (с 3.06 по 23.06). Это время интенсивного роста побегов текущего года, разгара цветения растений, пения птиц. Только с предлетья в горной тайге начинается безморозный период (вероятность ночей с морозом и снегопадов ничтожна). Для предлетья характерна неустойчивая погода с резким перепадом температур: по-летнему жаркие дни сменяются холодными и дождливыми. У всех лиственных пород деревьев и кустарников полностью развернута листва, даже у осины розоватые молодые листочки становятся зелеными. Лес теряет весеннюю прозрачность. Появляется молодая хвоя у пихты и ели, но листовые почки сосны и кедра еще закрыты. К концу этого периода интенсивный рост побегов у лиственных пород заканчивается полным облиствением, у сосны и кедра рост побегов тоже закончен, но листовые почки только открылись.
В предлетье пылят все зимнезеленые хвойные, цветут все кустарники и подавляющее большинство трав. В светлых лесах это самые яркие таежные цветы – жарки (купальница азиатская), башмачки, герани, ирис (касатик) русский, многочисленные виды чины и вики; в сосняках – черника, брусника, почти все виды борового и лесного разнотравья; в темнохвойной тайге – черемша (лук победный) и кисличка заячья. Отмечается массовый лет насекомых, в том числе и таежного гнуса – комаров, мошки, слепней. В горной тайге прилетают последние птицы – соловьи (красношейка, свистун, синий), садовая камышевка, белопоясный стриж, пеночки. Последним прилетает таежный сверчок. У глухаря и рябчика появляются выводки, у копытных млекопитающих – новорожденные телята.

Лето в горной тайге длится в среднем 58 дней (с 23.06 по 20.08), от полного облиствения всех деревьев до появления первых желтых прядей у берез. Здесь это самый короткий сезон года, его трудно разделить на отдельные этапы. Начинается лето с завершения июньских похолоданий, когда устанавливается погода без резких перепадов температур (дневные в среднем 22°, ночные 12°). Это самое жаркое время года с наибольшим количеством осадков и гроз. Заморозки на почве отмечаются как редкое исключение только в долинах таежных речек.

Устойчив в этот период и характер растительного покрова, достигающего полного развития. Рост растений в основном закончен. Деревья, кустарники и травы полностью сформировали листву (фаза зрелых листьев), заложены почки будущего года. В полную высоту и поднялось и начинает цвести лесное крупнотравье – василистник малый, скерда сибирская, борец северный, крупные зонтичные (реброплодник уральский, борщевик рассеченный). Последней цветет недоспелка (какалия) копьевидная.

Лето – время вызревания семян и плодов. Первой на каменных россыпях созревает жимолость алтайская, затем черника, смородина – щетинистая, темно-пурпуровая и черная, малина, костяника, черемуха. Постепенно затухают птичьи песни (к середине лета только пеночки оглашают заповедные леса своим щебетанием). У большинства птиц появляются слетки, у оседлых и раннеприлетных (синиц, дроздов) молодежь начинает самостоятельные кочевки. Молодые глухари к началу лета в полном ювенильном оперении, а к концу лета заканчивают линьку в годовое перо. У медведей - гон.

Осень длится от появления желтых прядей в листве березы до установления снежного покрова – с 20.08 по 20.10, то есть 61 день. Продолжительность осени почти такая же, что и в Подмосковье, но в красноярском национальном парке она сдвинута на более ранние сроки (примерно на месяц). Развитие осенних явлений проходит в три этапа, продолжительность которых одинакова с таковыми в Подмосковье.

Начальная осень - последний этап вегетационного периода – длится 24 дня (с 20.08 по 13.09). Это время осеннего окрашивания листвы, первых по-осеннему прохладных дней, чередующихся с теплыми, почти летними. Ночей с морозом еще нет, но и теплые (выше 10°) – исключение. Воздух и поверхностные слои почвы охлаждаются. Прекращаются грозы. Заканчивается цветение и плодоношение растений – созревают кедровые орехи, ягоды брусники и рябины, начинается обсеменение березы. Большинство растений начинает увядать, листва желтеет и ко второй половине сентября приобретает осеннюю окраску. Полная длительность вегетационного периода (дни с температурой больше или равной 5°) равна 138 дней.

Перелетные птицы образуют временные смешанные стайки (синицы, пеночки, вьюрки и синехвостки), у хищных птиц – слетки, у глухарей и рябчиков распадаются выводки.

Глубокая осень продолжается 20 дней – от полного пожелтения берез и начала пожелтения лиственницы до конца листопада березы (с 13.09 по 03.10). Это основной этап осени, начало послевегетационного периода. Знаменуется этап первыми заморозками, листопадом, отмиранием трав, отлетом птиц. Наступает господство холодных ночей (температура меньше 5°), заканчивается безморозный период (19.10); возможны морозные ночи, заморозки на почве могут быть постоянными. Преобладает осенняя окраска листвы (исключение составляет лишь лиственница). Интенсивный листопад у кустарников и деревьев. К концу глубокой осени лес обнажен, травы увяли, заканчивается массовый отлет и пролет птиц (остаются только оседлые и кочующие виды), у маралов гон.

Предзимье - заключительный этап послевегетационного периода и теплого времени, длящийся в среднем 17 дней (с 03.10 по 20.10). Дни хотя и холодные, но без мороза, а по ночам всегда заморозки (до –10°С). Осадки, как правило, только в виде снега. Снежный покров то ложится, то снова сходит. Лес голый, только лиственница сбрасывает свою хвою позднее других пород (часто уже при наступлении зимы). Травы побурели и погибли. Бурундук, барсук и медведь залегают в зимнюю спячку, появляются зимующие птицы - чечетки, свиристели, снегири.