Oklahoma se află la o răscruce frecventă între trei mase de aer diferite: aer cald și umed dinspre Golful Mexic; aer cald până la cald și uscat dinspre Mexic și sud-vestul Statelor Unite; și aer rece și uscat dinspre Canada. În special din toamnă până în primăvară, Oklahoma cunoaște schimbări frecvente ale masei de aer, care pot produce oscilații drastice atât în ceea ce privește temperatura, cât și umiditatea. O mare parte a statului este adesea supusă unor extreme de temperatură, vânt, secetă și precipitații. Cea mai mare parte a statului se află într-o zonă cunoscută sub numele de Tornado Alley (Aleea Tornadelor), caracterizată prin interacțiunea frecventă între masele de aer rece și cald, care produce vreme severă, lunile cu cel mai mare risc fiind cele din aprilie-iunie. O medie de 62 de tornade lovesc statul pe an, ceea ce face ca această rată să fie una dintre cele mai ridicate din lume. Datorită poziției sale între zone cu temperaturi și vânturi predominante diferite, modelele meteorologice din interiorul statului pot varia foarte mult între distanțe relativ scurte. Precipitațiile se produc pe tot parcursul anului, dar media lunară a precipitațiilor este, în general, cea mai scăzută în lunile de iarnă, crește dramatic până la un vârf în luna mai (cea mai umedă lună a anului, practic la nivelul întregului stat, datorită activității frecvente și, nu rareori, severe a furtunilor) și scade din nou până la mijlocul verii, când sunt frecvente perioade lungi de vreme caldă și uscată în lunile iulie și august mulți ani. La începutul până la mijlocul toamnei (septembrie și octombrie) se înregistrează adesea un maxim secundar de precipitații. De la sfârșitul lunii octombrie până în decembrie, precipitațiile scad din nou, în general.
Esteul Oklahomei are o climă subtropicală umedă (Köppen Cfa) puternic influențată de vânturile din sud care aduc umezeală din Golful Mexic și are veri calde și umede și ierni în general blânde, dar cu episoade de frig uneori dramatice, însoțite uneori de zăpadă, polei sau ploaie înghețată. Aceasta se transformă progresiv într-o zonă semi-aridă (Köppen BSk) în câmpiile înalte din Panhandle, unde predomină un climat mai uscat, cu ierni ceva mai reci și veri la fel de calde, dar cu o umiditate mult mai scăzută. Alte zone din centrul și vestul statului, inclusiv Lawton și Enid din zona de tranziție, sunt, de asemenea, mai puțin afectate de umiditatea din Golful Mexic. De asemenea, acestea tind să fie mai uscate decât comitatele din estul Oklahomei. Precipitațiile și temperaturile scad în mod corespunzător de la est la vest, zonele din sud-est având o temperatură medie anuală de 17 °C (62 °F) și precipitații anuale de peste 40 și până la 1 420 mm (56 inch), în timp ce zonele din panhandle au o temperatură medie de 14 °C (58 °F), cu precipitații anuale sub 430 mm (17 inch). Întregul stat se confruntă frecvent cu temperaturi de peste 100 °F (38 °C) sau sub 0 °F (-18 °C) (deși temperaturile sub zero grade sunt rare în sud-estul Oklahomei), iar căderile de zăpadă variază de la o medie de mai puțin de 4 inci (10 cm) în sudul îndepărtat până la puțin peste 20 de inci (51 cm) la granița cu Colorado, în panhandle. Statul găzduiește Centrul Național de Predicție a Furtunilor al Serviciului Național de Meteorologie, situat în Norman. Vremea de iarnă și de primăvară este adesea influențată de oscilația sudică El Niño. Iernile din timpul El Niño sunt mai reci decât media și mai umede în partea de vest a statului datorită unui curent jet de sud amplificat. În timpul La Niña, traiectoria furtunilor este mai la nord, prin urmare, iernile sunt mai calde decât media și mai uscate în partea de vest a statului.
.