亚利桑那州有712万人（2018），全美第14名。州府及最大城市凤凰城是美国最大的州府，人口超过其他州首府及首都华盛顿特区，2015年达156万。

凤凰城气候干燥，年平均温度居全美主要城市之首，属热带沙漠气候。就世界范围而言，也只有波斯湾附近的一些城市，如沙特阿拉伯的利雅德和伊拉克的巴格达年均温度超过凤凰城。凤凰城平均每年有89天的温度超过100华氏度（38摄氏度），从六月到九月几乎全部时间都在此列。夏季夜间最低气温经常超过80华氏度（27摄氏度），七月的夜间平均最低气温为83华氏度（28.3摄氏度），八月为84华氏度（28.8摄氏度）。历史上最高的最低温度为96华氏度（36摄氏度），出现在2003年7月15日。

凤凰城平均有85%的时间可以接受日照但降雨偏少，凤凰城天港国际机场年平均总降水量为8.3英寸（210毫米）。三月降水量最大，约为1.07英寸（27毫米）；五月最小，约为0.09英寸（2毫米）。尽管全年都可能出现雷雨，但大多随着加利福尼亚湾吹来的潮湿空气，出现在七月到九月中旬。雷雨可能伴随有冰雹，甚至在极罕见的情况下伴随着龙卷风。冬天风暴从太平洋向内陆移动时可能造成暴雨，但并不常见。冬天经常有雾。