Le climat de Winthrop est continental aride, avec des hivers très froids et des étés chauds, et avec de fortes variations de température entre la nuit et le jour.
La petite ville, qui compte quelques centaines d'habitants, a l'apparence d'une vieille ville du vieil Ouest. Elle est située au nord de l'état de Washington, à l'est de la chaîne des Cascades, dans une vallée à 600 mètres d'altitude. Dans la région, on peut pratiquer le ski de fond.
En hiver, parfois dès la mi-novembre, des vagues de froid peuvent survenir, au cours desquelles la température descend à -30 °C ou moins. Avec Mazama (située à 27 km au nord-ouest), Winthrop détient le record du froid de l'état de Washington: -44 °C, enregistré le 30 décembre 1968.
En moyenne, il tombe 150 cm de neige par an.
En été, l'amplitude quotidienne de températures est élevée, donc si on peut faire froid la nuit, à certaines périodes on peut atteindre 38/40 °C pendant la journée. Pendant la canicule exceptionnelle de fin juin 2021, on a atteint 43 °C.
La température moyenne du mois le plus froid (décembre) est de -5,4 °C, celle du mois le plus chaud (juillet) est de 20,2 °C. Voici les températures moyennes.

Les précipitations totalisent 385 mm par an : elles sont donc assez faibles. Dans les mois les moins pluvieux (août, septembre) il tombe 10 mm de pluie, dans le plus pluvieux (décembre) il tombe 65 mm. Voici les précipitations moyennes.

Quand partir

Les meilleurs moments pour visiter Winthrop sont les saisons intermédiaires, et en particulier les mois de mai et septembre, afin d'éviter à la fois le froid hivernal et la chaleur estivale.

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