L’Oklahoma si trova ad un frequente incrocio tra tre diverse masse d’aria: aria calda e umida dal Golfo del Messico; aria calda o calda e secca dal Messico e dal sud-ovest degli Stati Uniti; e aria fredda e secca dal Canada. Specialmente dall’autunno alla primavera, l’Oklahoma vede frequenti cambi di masse d’aria, che possono produrre drastiche oscillazioni di temperatura e umidità. Gran parte dello stato è spesso soggetta a temperature estreme, vento, siccità e precipitazioni. La maggior parte dello stato si trova in un’area conosciuta come Tornado Alley, caratterizzata da frequenti interazioni tra masse d’aria fredda e calda, che producono condizioni meteorologiche gravi, con i mesi più a rischio da aprile a giugno. Una media di 62 tornado colpisce lo stato all’anno, il che lo rende uno dei tassi più alti del mondo. A causa della sua posizione tra zone di diversa temperatura e venti prevalenti, i modelli meteorologici all’interno dello stato possono variare ampiamente tra distanze relativamente brevi. Le precipitazioni si verificano tutto l’anno, ma le precipitazioni medie mensili sono generalmente più basse nei mesi invernali, salgono drammaticamente fino a un picco in maggio (il mese più umido dell’anno praticamente in tutto lo stato, a causa della frequente, e non raramente grave, attività temporalesca), e diminuisce di nuovo a metà estate, quando lunghi tratti di tempo caldo e secco sono comuni in luglio e agosto molti anni. L’inizio e la metà dell’autunno (settembre e ottobre) vedono spesso un massimo secondario di precipitazioni. Dalla fine di ottobre a dicembre, le precipitazioni generalmente diminuiscono di nuovo.
L’Oklahoma orientale ha un clima subtropicale umido (Köppen Cfa) fortemente influenzato dai venti meridionali che portano umidità dal Golfo del Messico e ha estati calde e umide e inverni generalmente miti, ma con a volte drammatiche ondate di freddo, talvolta accompagnate da neve, nevischio o pioggia gelata. Questo passa progressivamente a una zona semi-arida (Köppen BSk) nelle alte pianure del Panhandle, dove prevale un clima più secco, con inverni un po’ più freddi ed estati altrettanto calde ma con un’umidità molto più bassa. Altre aree centrali e occidentali dello stato, comprese Lawton ed Enid nella zona di transizione, sono anche meno influenzate dall’umidità del Golfo del Messico. Tendono anche ad essere più asciutte delle contee orientali dell’Oklahoma. Le precipitazioni e le temperature cadono di conseguenza da est a ovest, con le aree del sud-est che hanno una media annuale di 62 °F (17 °C) e una pioggia annuale di oltre 40 e fino a 56 pollici (1.420 mm), mentre le aree del panhandle hanno una media di 58 °F (14 °C), con una pioggia annuale sotto i 17 pollici (430 mm). Tutto lo stato sperimenta frequentemente temperature superiori a 100 °F (38 °C), o inferiori a 0 °F (-18 °C) (anche se le temperature sotto lo zero sono rare nel sud-est dell’Oklahoma), e le nevicate vanno da una media di meno di 4 pollici (10 cm) nel lontano sud a poco più di 20 pollici (51 cm) al confine con il Colorado nel panhandle. Lo stato è sede del National Storm Prediction Center del National Weather Service situato a Norman. Il tempo invernale e primaverile è spesso influenzato dalla El Niño Southern Oscillation. Gli inverni durante El Niño sono più freddi della media e più umidi nella parte occidentale dello stato a causa di una corrente a getto meridionale amplificata. Durante La Niña, la traccia della tempesta è più a nord, quindi gli inverni sono più caldi della media e più secchi nella parte occidentale dello stato.