Die Stadt befindet sich in der gemäßigten Klimazone mit einer jährlichen Durchschnittstemperatur von 13,3 Grad Celsius. Da Bogotá nahe am Äquator liegt, gibt es keine großen jahreszeitlichen Unterschiede. Das Klima wird von Passatwinden geprägt.
Die jährliche Höchsttemperatur liegt im Mittel bei 16,0 Grad Celsius, die jährliche Tiefsttemperatur im Durchschnitt bei 7,4 Grad Celsius. Die Temperaturen übersteigen nur selten die Grenze von 23 Grad Celsius und können in wolkenlosen Nächten auch den Gefrierpunkt erreichen. Im Januar 2007 wurden Rekordtemperaturen von -8,1 Grad Celsius in der Stadt und -10,8 Grad Celsius im Ballungsgebiet gemessen.
Die jährliche Niederschlagsmenge beträgt 799 Millimeter im Mittel. Der meiste Niederschlag fällt in den Monaten April und Oktober mit durchschnittlich 101 bis 107 Millimeter, der wenigste im Januar mit 29 Millimeter im Mittel. An durchschnittlich 185 Tagen im Jahr fällt Niederschlag.