Zürich liegt im Bereich der gemässigten Klimazone. Prägend für das Klima von Zürich sind einerseits die Winde aus westlichen Richtungen, die oft Niederschlag heranführen, andererseits die Bise (Ost- oder Nordostwind), welche meist mit Hochdrucklagen verbunden ist, aber in allen Jahreszeiten kühlere Witterungsphasen bringt als im Mittel zu erwarten wären. Der in den Alpentälern und am Alpenrand wichtige Föhn zeigt im Normalfall keine speziellen klimatischen Auswirkungen auf Zürich.
Die Jahresmitteltemperatur an der Messstation der MeteoSchweiz in Zürich (auf 556 m ü. M. am Hang des Zürichbergs und damit 150 m über dem Niveau des Stadtzentrums gelegen) beträgt 8.5 °C, wobei im Januar mit –0.5 °C die kältesten und im Juli mit 17.6 °C die wärmsten Monatsmitteltemperaturen gemessen werden. Im Mittel sind hier 88 Frosttage, und 26 Eistage zu erwarten. Sommertage gibt es im Jahresmittel 30, während normalerweise drei Hitzetage zu verzeichnen sind. Diese Werte sind relativ niedrig im Vergleich zu anderen Mittellandstationen, was sich aufgrund der Höhenlage der Station erklären lässt. Im Limmattal sind im Jahresmittel deutlich mehr Sommertage und Hitzetage zu erwarten. Die Messstation Zürich weist im Mittel 1482 Sonnenstunden pro Jahr auf. Die 1136 mm Niederschlag fallen über das ganze Jahr verteilt, wobei im Sommerhalbjahr und speziell während der drei Sommermonate aufgrund der konvektiven Niederschläge höhere Mengen gemessen werden als im Winter.