Popularmente se dice que bilbao tiene un clima tropical, ala mañana puede llover torrencialmente y a la tarde hacer un intenso sol.

Cientificamente el clima de Bilbao es de tipo oceánico húmedo, influenciado por la corriente caliente del Golfo, con temperaturas suaves a lo largo de todo el año. El agua del mar suele estar alrededor de 14º en invierno y en verano llega a los 23º. La temporada de playas abarca desde abril hasta noviembre, aunque éstas no siempre se pueden disfrutar debido a los numerosos días nublados. Las lluvias son más frecuentes en primavera y otoño, con inviernos benignos (máximas de 13º y mínimas de 6º) y veranos no excesivamente calurosos (máximas de 26º y mínimas de 17º). Aunque siempre llegan sofocantes olas de calor cada verano, cuando las temperaturas pueden alcanzar los 40º. De hecho, en invierno, cuando sopla viento sur, no son raros los días de más de viente grados tanto en las máximas como en las mínimas. Las temperaturas medias oscilan entre los 20,7°C de agosto y los 9,1°C de enero. Los extremos registrados en el Observatorio del Aeropuerto de Sondica son los 42,2°C del 13 de agosto de 2003 y los -8,6°C del 3 de febrero de 1963. En cuanto a la precipitación más intensa en 24 horas, esta se produjo el 26 de agosto de 1983, con 252,6 mm.