Климат Санкт-Петербурга морской, с чертами континентального; частая смена воздушных масс, прохождение через Санкт-Петербург многочисленных атмосферных фронтов (в среднем 180 в год) и циклонов определяют неустойчивую погоду во все сезоны. Зима умеренно мягкая с преобладанием умеренно морозной, преимущественно облачной погоды; средние температуры самых холодных месяцев - января и февраля -7,8°С. Весна поздняя, затяжная. Лето умеренно теплое, со сменой солнечных и дождливых дней; средняя температура июля 17,8°С; в 1-ой половине лета наблюдаются "белые ночи", наиболее ярко выраженные с 11 июня по 2 июля. Осень затяжная, пасмурная, туманная. Осадков около 620 мм в год, преимущественно в июне-августе.

Значительная территория города расположена на высотах, не превышающих 3 м.

Эти районы города подвержены опасности наводнений. Катастрофический характер наводнения носили 7 ноября 1824 г. (подъем уровня воды выше ординара на 3,75 м) и 23 сентября 1924 г. (3,69 м; было затоплено 70 км² территории города).