डेथ वैली की गहराई और आकार उसके गर्मियों के तापमान को प्रभावित करते हैं। यह घाटी समुद्र तल से नीचे एक लंबे, संकरे बेसिन के रूप में है जबकि इसके चारों ओर ऊंची तथा सीधी खड़ी पर्वत श्रृंखलाएं मौजूद हैं। स्पष्ट, शुष्क हवा और पेड़-पौधों के आभाव के कारण सूरज की गर्मी इसकी रेगिस्तानी सतह को काफी गरम कर देती है। गर्मियों की रात में भी ज्यादा राहत नहीं मिलती है क्योंकि रात का तापमान केवल सीमा तक ही गिरता है। इस घाटी में अत्यंत गरम हवा बहती रहती है जिसके कारण तापमान काफी अधिक हो जाता है।

डेथ वैली का सर्वाधिक तापमान 10 जुलाई 1913 को फरनेस क्रीक में दर्ज किया गया था। उस रिकॉर्ड के साथ अपने चरम पर पहुँचने वाली गर्मी की लहर के दौरान लगातार 5 दिनों तक या अधिक का तापमान दर्ज किया गया था। °F या अधिक तापमान वाले लगातार दिनों की सर्वाधिक संख्या 154 है जिसे 2001 की गर्मियों में दर्ज किया गया था। 1996 की गर्मियों में 40 दिनों तक तापमान से अधिक था तथा 105 दिनों तक से अधिक. 1917 में 52 दिन ऐसे थे जब तापमान या अधिक पहुंचा, जिनमे से 43 दिन तक तो लगातार ऐसा हुआ था। डेथ वैली तथा सागर के बीच चार प्रमुख पर्वत श्रृंखलाएं पड़ती हैं और उनमे से प्रत्येक यहां पड़ने वाली वर्षा की मात्रा को प्रभावित करती है। सन 1929 तथा 1953 में पूरे वर्ष बिलकुल वर्षा नहीं हुई थी। 1931 से 1934 की अवधि अब तक की सबसे शुष्क अवधि रही है; इन 40 महीनों के दौरान केवल वर्षा दर्ज की गयी।

1961-2008 में डेथ वैली (फरनेस क्रीक) के मौसम स्टेशन ने का औसत वार्षिक तापमान दर्ज किया; जहाँ जनवरी का उच्चतम और जुलाई का रहा. 1934-1961 के दौरान काऊ क्रीक के मौसम स्टेशन ने °F का औसत वार्षिक तापमान दर्ज किया।

जुलाई 17-19, 1959 की अवधि ऐसे लगातार दिनों की सर्वाधिक बड़ी अवधि है जब रात्रिकालीन तापमान से नीचे नहीं गया। रात्रिकालीन निम्नतम तापमान का उच्चतम मान रहा है जिसे 5 जुलाई 1070 तथा 24 जुलाई 2003 को दर्ज किया गया।

तापमान के या अधिक तक पहुँचने वाले लगातार दिनों की सर्वाधिक संख्या 205 है जिसे अप्रैल-अक्टूबर 1992 में दर्ज किया गया। डेथ वैली में प्रति वर्ष औसतन 192 दिन ऐसे होते हैं जब तापमान 90 °F (32 °C) या अधिक तक पहुँचता है।

ग्रीनलैंड रांच में रिकार्ड किया गया निम्नतम तापमान है जिसे जनवरी, 1913 में दर्ज किया गया। 

डेथ वैली (ग्रीनलैंड रांच स्टेशन) की औसत वार्षिक वर्षा है। वर्षा के साथ डेथ वैली का सर्वाधिक वर्षा वाला महीना जनवरी, 1995 है। सर्वाधिक वर्षा वाली अवधि 2004 के मध्य से लेकर 2005 के मध्य तक की रही है; इस दौरान कुल मिलाकर वर्षा पड़ी जिसके कारण इस घाटी तथा आस-पास के क्षेत्र में अल्पकालिक झीलों का निर्माण हुआ और भारी मात्रा में जंगली फूल भी खिले.
बरफ के जमा होने वाला हिमपात केवल जनवरी 1922 में दर्ज किया गया है जबकि अन्य अवसरों पर हिमकणों का गिरना दर्ज किया गया है।

इतिहास
लेक बैडवॉटर तथा ग्लेशियल (हिमानी) लेक मैनली
जलवायु
भूविज्ञान