旧金山半岛三面环水，并受太平洋加利福尼亚寒流影响，旧金山是典型的凉夏型地中海式气候。因长期受海风影响，气候宜人，全年气温少有低于0℃或高于25℃。旧金山一年四季的划分并不十分明显，主要分为雨季和旱季。因毗邻太平洋和旧金山湾，温和的地中海气候使这里成为一个全年都适合旅游的地方。然而偶尔过大的温差，也曾让一代文豪马克·吐温这样评价“我一生中最冷的一个冬天是在旧金山的夏天度过的”。较为干燥的空气与强烈的紫外线照射，让来到这里的游客不得不多备上一支防晒霜。
夏天晴朗干旱的旧金山 日高温通常只有20摄氏度左右， 夏季6月中旬起至9月中旬的时候常常形成沿海雾气，雾中的金门大桥是经典的美景。通常，早晨下雾，白天雾气会渐渐散去，下雾又开始聚集。因而一天之内会出现巨大温差。夏天半夜也可能下降到10℃以下。
旧金山的雨季是每年11 月~ 次年3 月，每月有7 ～ 10 天的雨天，天气变化大且比较潮湿。但是近几年加州严重缺水，降水量骤然减少。冬天尤其是感恩节到圣诞节后这段时间来旅行就不要错过商场的各种打折促销活动。
