Las Vegas má suché pouštní klima typické pro poušť Mojave, na které je postaveno. Obyvatelé města si užívají po celý rok slunce, neboť je zde průměrně 293 slunečních dní v roce, přičemž srážky jsou v Las Vegas spíše výjimkou.
Letní měsíce červen až září jsou velmi horké, průměrné teploty se pohybují mezi 34°C a 40°C ve dne a 20°C – 26°C v noci. Po většinu červencových a srpnových dní teplota přesahuje 38°C a vlhkost vzduchu se pohybuje někde pod 10 %.
Zimy v Las Vegas jsou krátké a vcelku mírné, hory v okolí města může pokrýt vrstva sněhu. Denní teploty jsou okolo 16°C, noční přibližně 4°C.