Introdução: Condições socioculturais, econômicas e variáveis climáticas podem influenciar a incidência da dengue. Objetivo: Determinar a influência da variabilidade climática na frequência de casos de dengue em Palmira, Colômbia, entre 2010 e 2015. Materiais e métodos: Estudo ecológico exploratório, que relacionou temperatura, precipitação e casos notificados e confirmados de dengue. A frequência da dengue foi determinada, foram obtidas médias e medianas anuais e mensais. O coeficiente de correlação de Pearson foi utilizado para análise de casos e variáveis climáticas. Resultados: Foram analisados 2.832 casos, a média anual foi de 472. A associação das variáveis climáticas analisadas e a incidência de dengue explicou o comportamento da dengue em 65 %. Em 2010, foram registradas a maior incidência de dengue e a maior média pluviométrica. Coincidentemente, após o fim do Fenômeno La Niña (2011), a incidência de dengue aumentou. Conclusão: Em Palmira, entre 2010 e 2015, foi encontrada correlação entre a incidência de dengue e as variáveis climáticas de temperatura e precipitação, mas estudos futuros devem considerar variáveis sociodemográficas, culturais, comportamentais e geográficas para ampliar a compreensão da dinâmica da dengue.