舊金山半島三面環水，并受太平洋加利福尼亞寒流影響，舊金山是典型的涼夏型地中海式氣候。因長期受海風影響，氣候宜人，全年氣溫少有低于0℃或高于25℃。舊金山一年四季的劃分并不十分明顯，主要分為雨季和旱季。因毗鄰太平洋和舊金山灣，溫和的地中海氣候使這里成為一個全年都適合旅游的地方。然而偶爾過大的溫差，也曾讓一代文豪馬克·吐溫這樣評價“我一生中最冷的一個冬天是在舊金山的夏天度過的”。較為干燥的空氣與強烈的紫外線照射，讓來到這里的游客不得不多備上一支防曬霜。
夏天晴朗干旱的舊金山 日高溫通常只有20攝氏度左右， 夏季6月中旬起至9月中旬的時候常常形成沿海霧氣，霧中的金門大橋是經典的美景。通常，早晨下霧，白天霧氣會漸漸散去，下霧又開始聚集。因而一天之內會出現巨大溫差。夏天半夜也可能下降到10℃以下。
舊金山的雨季是每年11 月~ 次年3 月，每月有7 ～ 10 天的雨天，天氣變化大且比較潮濕。但是近幾年加州嚴重缺水，降水量驟然減少。冬天尤其是感恩節到圣誕節后這段時間來旅行就不要錯過商場的各種打折促銷活動。
