Климат в Сан-Франциско в общем схож со средиземноморским климатом, характеризуется мягкой мокрой зимой и тёплым сухим летом. Сан-Франциско с трёх сторон окружен водой, поэтому на его климат влияет довольно прохладный в этом районе из-за холодных течений Тихий океан, что обуславливает мягкий климат с небольшими сезонными колебаниями температуры.
Средняя летняя температура в городе составляет 21 °C, что на 9 °C ниже, чем в Ливерморе, ближайшем городе внутри континента. [12] Наивысшая температура в Сан-Франциско составила 39 °C, была зафиксирована 14 июля 2000 года. Среднемесячная температура самого тёплого месяца — сентября — 17,2 °C[12], что холоднее июня в Москве, хотя по широте Сан-Франциско южнее Баку, на уровне Ашхабада. Однако среднесуточные температуры выше 16 °C держатся с начала мая до конца октября.
Сочетание холодной воды океана и высокой температуры воздуха материковой части Калифорнии приводит к образованию Сан-Францисканского [13] тумана, который летом может обволакивать город (особенно его западную часть, в восточных районах туман менее густой) целыми днями. Туманы активны в городе в конце лета и в период с сентября до октября. Высокие холмы ответственны за 20%-е расхождение в количестве годовых осадков в разных районах. Они также защищают восточные округа от туманов и прохладных температур, преобладающих в районе Сансет. Микроклимат на восточной стороне города более солнечный и сухой.
