北京市处于暖温带半湿润季风大陆性气候区，气候属于暖温带半湿润半干旱季风气候。主要特点是四季分明：春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽湿润，冬季寒冷干燥。春秋短，冬夏长。年平均气温平原地区为11～12℃。年降雨量600毫米左右，降雨季节分配不均，70％降雨量在7—9月，并多为暴雨。夏季盛行东南风，高温多雨。冬季盛行西北风，晴朗寒冷。

北京的气候近两三千年以来，处于温凉偏干时期，温度明显低于全新世温暖期。秦汉至隋唐时稍有上升，但以后又偏于下降。辽、金时进入较冷的“小冰期” , 除元代略有回升外, 清代初期最冷。年降水量约在630毫米以内，且多集中在一年的七、八月间。一年内降水量分布不均，造成丰水年的洪涝灾害和枯水年的旱灾，以后又加上地表原始植被受到自然和人为的破坏，使得水旱灾害及以永定河为主的河流改道频繁，成为北京地区古代都邑发展的重大阻碍。历代对以㶟水( 即永定河) 为主的河流屡加治理，但收效甚微。

动植物的生态能够灵敏地反映季节和气候的变化规律。这种现象称为“物候”。北京四季的物候是：春季野草发青、冬小麦返青，时日平均气温上升到3—6℃；牡丹花开、柳絮飞扬、榆钱散落，已届暮春，日均温已升到20％左右。从野草发青到柳絮飞扬，大致从3月3日至5月8日，两月有余。洋槐花盛开、小麦抽穗，是北京夏季，日均温上升至20～23℃。而蟋蟀始鸣、芦苇扬花、春玉米和谷子成熟，则是夏季告尽的物候，日均温由高峰26cC回降至21℃，早晚已有凉意。夏季大致从5月上旬至9月初，历时三个多月。棉花吐絮，板栗成熟，是北京秋季开始的生态标志，日均温回降至18℃。待初霜已见，洋槐、桑树之叶变黄，大雁南飞、蟋蟀止鸣时，标志着秋季已告终了。从9月初至10月下旬，秋季仅50天上下。日均温继续下降至6℃，夜间已有薄冰出现，冬季到来。从10月下旬至翌年3月初，长冬达四个半月。