San Francisco má mírné klima – zimy jsou zpravidla vlhké, léta suchá. Po většinu roku můžete očekávat teploty v rozmezí 15°C – 25°C, buďte však připraveni i na náhlé ochlazení, po kterém je San Francisco zahaleno do mlhy.
Kopcovitý reliéf města má za následek i několik mikroklimat, která se ve městě vytvořila. Například na západě města, blíže k oceánu, je mnohem častěji mlha, než na jakémkoliv jiném území. Velké rozdíly napříč městskými čtvrťmi mohou být i v úhrnu srážek – zatímco západním směrem více prší, na východě očekávejte více slunečního svitu.