El clima propio de Bilbao es el oceánico húmedo. El predominio de los vientos del oeste y el efecto regulador del mar Cantábrico suavizan las temperaturas y favorecen un clima templado durante todo el año.

Los veranos e inviernos —las estaciones más marcadas— se mantienen suaves y estables, con pequeñas oscilaciones térmicas. En el caso del verano este se suele extender hasta septiembre, con temperaturas que van desde 25ºC a los 14ºC. Los inviernos son muy húmedos, pero las temperaturas usualmente no bajan de los 5ºC.

Las lluvias son una constante durante todo el año. No hay una estación seca estival bien definida. Las precipitaciones son abundantes, con 45% del año con lluvias y 41% con cielo cubierto. La temporada más lluviosa ocurre entre los meses de octubre y abril, destacando noviembre como el más lluvioso. Las precipitaciones se producen generalmente en forma de chubascos, siendo muy comunes las lloviznas muy finas.

Las nevadas no son frecuentes y generalmente permanece en la cima de los montes que rodean la ciudad. Son muy raros los inviernos en que la nieve dura más de un día. Más frecuente es el granizo, el cual está presente unos 10 días al año.