Стамбул располагается на окраине зоны субтропического климата, однако также наличествует влияние холодных ветров с севера.
Зимой в Стамбуле температура в среднем между +3 °C и 9 °C. Зима прохладная и влажная. Нижняя планка температуры в Стамбуле опускается ниже 0 °C в среднем 21 дней в году. Почти каждой зимой выпадает снег. Весна и осень приятно мягкие по погоде, но склонны к резким перепадам температуры.
Летом в Стамбуле сравнительно жарко, средняя температура от 19 °C до 28 °C, имеются периоды высокой влажности воздуха. Однако сильная жара в городе бывает редко, и температура крайне редко достигает 35 °C и выше.
За год в среднем выпадает 850 мм осадков, в основном в виде дождей, которые приходятся приблизительно на 123 дождливых дней. Город получает более 2000 солнечных часов в год, лето бывает солнечным.
Среднегодовая относительная влажность всегда высока, в среднем порядка 71,5 %. Однако известны случаи, когда ртутный столбик зимой опускался до −16,1 °C (9 февраля 1927 год), а летом поднимался до +40,5 °C (12 июля 2000 год).