Klimat W Cheyenne panuje klimat umiarkowany kontynentalny (według klasyfikacji Köppena to zimny klimat stepowy). Miasto znajduje się w strefie mrozoodporności 5a (przedmieścia leżą w strefie 5b). Zimy są zimne, umiarkowanie długie i suche, ze średnią temperaturą w grudniu wynoszącą –1,8 °C. Średnio przez 35 dni występują temperatury powyżej zera (w zimie). Chinook schodzący z pasm Gór Skalistych może ocieplić temperaturę do około 10 °C, nawet przez 20 dni, pomiędzy grudniem a lutym. Największe opady śniegu występują w marcu i kwietniu ze średnią roczną wynoszącą 1500 mm. Lata są ciepłe ze średnią temperaturą w lipcu wynoszącą 20,9 °C. Średnie roczne opady wynoszą 400 mm i zwykle występują od maja do sierpnia; niewielkie opady występują w zimie i jesieni.
Średnia dzienna wilgotność to 60%. 16 lipca 1979 roku w Cheyenne uderzyło tornado (3 w skali Fujity), zabijając 1 jedną osobę i raniąc 40. To było najbardziej niszczycielskie tornado w historii Wyoming.
Demografia Według danych z 2016 roku w Cheyenne mieszkało 64 019 osób. Skład rasowy: biali 87,2%, Afroamerykanie 4,5%, Indianie 2,5%, Azjaci 2,1%, inni 6,4%. 12,7% ludności przyznaje się do swoich latynoskich korzeni. 29,3% osób powyżej 25.