Kuala Lumpur, které chrání z východu hory Titiwangsa a ze západu ostrov Sumatra, má celoroční rovníkové klima, jenž se vyznačuje horkými a slunečnými dny. V období od září do dubna Kuala Lumpur zachvátí monzunové deště, přičemž teploty neklesají.
Teploty se celoročně pohybují okolo 23°C – 33°C, ještě nikdy nebylo naměřeno méně než 19°C. Město čas od času postihnou těžké lijáky, které zaplaví centrum města a oblasti blízko řeky. Již tak špatné ovzduší ve městě občas zhorší i požáry lesů na blízkém ostrově Sumatra.