Brüssel liegt mit seiner Vollhumidität in der kühlgemäßigten Klimazone mit maritimem Klima.
Aufgrund der Lage Brüssels in relativer Küstennähe steht die Stadt unter dem Richtung Binnenland schwächer werdenden Einfluss von Meeresluftmassen, welche geringere Temperaturschwankungen im Jahresverlauf bewirken. In Brüssel sind Juli und August mit einer Durchschnittstemperatur von 17,5 bzw. 17,3 °C die wärmsten Monate, das mittlere Temperaturminimum beträgt im Januar 2,2°C. Die jährliche Durchschnittstemperatur liegt bei 9,9°C. Die mittlere Sonnenscheindauer liegt bei rund 1585 Stunden im Jahr. Die durchschnittlichen Maximaltemperaturen liegen im Juli bei 22,7°C, die mittlere Minimum bei 12,1°C. Im Januar liegt das mittlere Maximum bei 4,3°C, die durchschnittlichen Minimaltemperaturen bei -1,2°C.
Die Niederschlagsmengen im Bereich Brüssel bewirken einen humiden Jahresverlauf, wobei im Juli mit 97 mm Niederschlagshöhe die meisten Niederschläge fallen. Mai und März sind hingegen die niederschlagsärmsten Monate mit 42 bzw. 47 mm Niederschlag im Monat. Die jährliche Niederschlagsmenge in Brüssel beträgt 817 mm. Die Anzahl winterlicher Frosttage liegt bei rund 60 Tagen.