Para o visitante recém-chegado, talvez a coisa mais impressionante sobre as Galápagos seja o seu clima. Se estiver à espera das palmeiras ondulantes e da vegetação luxuriante de outras ilhas tropicais, terá uma surpresa. Darwin abre o capítulo de The Vogage of the Beagle sobre as Galápagos com a seguinte observação: "Considerando que estas ilhas estão situadas directamente sob o equador, o clima está longe de ser excessivamente quente." Ele também observa que "Exceto durante uma curta temporada, muito pouca chuva cai, e mesmo assim é irregular; mas as nuvens geralmente ficam baixas." (Embora seja verdade que as Galápagos geralmente não são "excessivamente quentes", particularmente para os trópicos, elas também não são frias, já que as temperaturas diurnas nas planícies geralmente atingem 30 ° C (85 ° F) ou mais).
No mesmo parágrafo, Darwin identifica a principal razão para o clima seco e moderado das Galápagos: "isso parece ser causado principalmente pela temperatura singularmente baixa da água circundante, trazida aqui pela grande corrente polar do sul". Hoje, a "grande corrente polar sul" é conhecida como Corrente do Peru, ou Corrente de Humbolt. Transportando um enorme volume de água fria da região antártica para o norte, ela mantém a costa oeste da América do Sul temperada e seca. Ao passar pelo norte do Peru, a Corrente de Humbolt curva-se para se juntar à Corrente Equatorial que flui para oeste através do Pacífico, banhando as Galápagos com água fria. A corrente de Humbolt tem uma imagem espelhada no hemisfério norte, a corrente da Califórnia, que flui para sul e é responsável pelo clima agradável da Califórnia. Tanto a corrente de Humbolt como a corrente da Califórnia fazem parte de grandes giros, chamados correntes geostróficas, que circulam separadamente a água no Pacífico Norte e Sul. Sistemas de correntes semelhantes operam nos oceanos Atlântico e Índico (embora as correntes do Índico sejam complicadas pelas monções).
Há outra razão para o clima peculiar das Galápagos, da qual Darwin não tinha conhecimento, que é a ressurgência oceânica. A ressurgência refere-se à subida de águas profundas para a superfície; isto pode ocorrer como resultado de padrões de correntes e ventos. Embora a causa real seja complexa, uma explicação simples é a seguinte. Quando a água da corrente de Humbolt vira para oeste, espalha-se ou diverge. Uma vez que a água se espalha por uma área maior, a água extra tem de vir de baixo, ou afloramento, para compensar a diferença. Uma razão mais importante para o afloramento, no entanto, tem a ver com os ventos e um fenómeno conhecido como Transporte de Ekman. Os ventos alísios sopram de sudeste para noroeste no hemisfério sul e de nordeste para sudoeste no hemisfério norte. Assim, ambos sopram na direcção do equador. No entanto, os ventos empurram a água não em linha recta, mas num ângulo de 45° em relação à direcção do vento (45° para a esquerda no hemisfério sul e 45° para a direita no hemisfério norte). Este é o Transporte de Ekman, que, tal como a Força de Coriolis, é um resultado da rotação da Terra. Assim, embora os ventos alísios estejam a soprar em direcção ao equador, empurram a água para longe dele! Mais uma vez, a divergência nas águas superficiais permite que as águas profundas subam à superfície. Os oceanos são termicamente estratificados, de modo que a água que sobe das profundezas é mais fria do que a água da superfície. Nalgumas áreas, a temperatura da água pode descer abaixo dos 20° C (68° F), particularmente a oeste de Isabela. Para a maioria das pessoas, esta temperatura é demasiado fria para nadar confortavelmente!
As áreas de elevada produtividade ocorrem ao longo da costa sul-americana, quando a corrente de Humbolt se junta à corrente equatorial, e nos lados ocidentais das maiores ilhas Galápagos.
Os lados de barlavento das ilhas, a sudeste, recebem mais humidade do que os lados de sotavento. À medida que a elevação aumenta, o clima muda, nas Galápagos como em qualquer outro lugar. Isso é particularmente verdadeiro nos lados de barlavento das ilhas. Esta mudança climática é acompanhada por uma mudança progressiva da vegetação. Essas mudanças podem ser divididas em várias zonas climáticas que talvez sejam mais bem vistas em Santa Cruz. O aumento da precipitação que cria estas zonas ocorre quando o ar húmido do oceano é forçado a subir sobre as ilhas. À medida que sobe, arrefece e o vapor de água condensa-se sob a forma de nevoeiro, neblina ou chuva. Durante grande parte do ano, o oceano arrefece a parte inferior da atmosfera, criando uma inversão de temperatura a cerca de 300 a 700 metros (1000 a 2000 pés) de altitude. A inversão inibe a subida do ar húmido sobre as ilhas, de modo que as maiores elevações estão frequentemente acima das nuvens.
Santa Cruz fornece um excelente exemplo das mudanças no clima e na vegetação que ocorrem com o aumento da elevação. Diretamente adjacente à costa, a vegetação dominante na Zona Litorânea são os manguezais, povoados por plantas que podem sobreviver em água salobra ou do mar. Os cactos, como o magnífico figo-da-índia, e as árvores de Palo Santo dominam a Zona Árida, que no barlavento de Santa Cruz se estende até altitudes de 100 a 150 metros. Há pouco desenvolvimento do solo nesta zona. A zona árida passa para a zona de transição, que vai até aos 200 ou 300 metros de altitude. Nesta zona, as plantas da zona árida e da zona de escalésia misturam-se, juntamente com extensas gramíneas e florestas de Bursera. A meteorização das lavas é mais rápida aqui, com algum desenvolvimento do solo. Acima desta zona encontra-se a zona de Scalesia, dominada pela árvore infestante Scalesia. Esta é a zona de máxima nebulosidade e pluviosidade, encontrando-se solos com até 1 metro de profundidade. A 500 a 700 m, esta zona funde-se com a zona Miconia. Uma inversão de temperatura na atmosfera a esta altitude impede que o ar húmido suba mais alto, pelo que a Zona Miconia recebe menos humidade do que a Zona Scalesia abaixo dela. As árvores diminuem e são substituídas por um denso crescimento de Miconia. O abundante material piroclástico (i.e., cinzas vulcânicas) a esta altitude é facilmente desgastado, pelo que o desenvolvimento do solo é extenso. A zona de fetos e sebes encontra-se nas altitudes mais elevadas e está geralmente acima das nuvens. A humidade provém principalmente do nevoeiro. Aqui a vegetação é dominada por arbustos baixos, fetos, fetos arbóreos e juncos. Estas elevações referem-se ao lado sul, a barlavento. No sotavento, as zonas áridas e de transição estendem-se quase até ao cume. A fauna também muda com a altitude, embora alguns animais, como a torciose, possam ser encontrados numa série de zonas climáticas. O brilhante papa-moscas vermelhão, no entanto, só é encontrado nas zonas mais elevadas.
