Климат Москвы - умеренно-континентальный. На климат города оказывают влияние географическое положение (в зоне умеренного климата в центре Восточно-Европейской равнины, что позволяет свободно распространяться волнам тепла и холода); отсутствие крупных водоёмов, что способствует довольно большим колебаниям температуры; а также влияние Гольфстрима, вызванное атлантическими и средиземноморскими циклонами, обеспечивающими относительно высокую температуру в зимний период по сравнению с другими населёнными пунктами, расположенными восточнее на той же широте (Нижний Новгород, Уфа, Челябинск, Омск, Новосибирск, Кемерово, Красноярск, Братск, Нерюнгри) и высокий уровень атмосферных осадков.
Сильные морозы и палящий зной здесь бывают достаточно редко и имеют обычно небольшую продолжительность. Морозы в холодный период года (существенное отклонение от нормы, более чем на 4 градуса) устанавливаются чаще всего не более чем на 2-3 недели, а летняя жара может длиться от 3-4 дней до 1,5 месяцев (лето 1920,1936,1938,1972,2010,2011).
Свои особенности имеет воздушный режим Москвы: воздушные потоки как бы стекаются в центральную часть города, принося с собой атмосферные осадки или зной. Во многом это обусловлено особенностями рельефа и разницей температур в центре столицы и периферии.
В холодный период года преобладают западные и юго-западные ветры, также высока повторяемость ветров южного и юго-восточного направления. В теплый период - увеличивается повторяемость северного и северо-восточного ветров.
Однако в летний период не исключены штормовые ветры, шквалы, при которых скорость порывов ветра может достигать разрушительной силы - 30-40 м/сек. Скорость ветра, превышающая 20 м/сек., бывает в среднем один раз в пять лет.
Для Москвы характерны слабые ветры со скоростью порядка 2-3 м/сек. ночью и 3-4 м/сек. днем.
Среднегодовое количество часов солнечного сияния - 1731 час, в 2007 и 2014 гг. - более 2000 часов.