El clima de Barcelona es de tipo mediterráneo litoral..
La precipitación media anual se sitúa en torno a los 600 mm., con valores ligeramente más elevados en la sierra de Collserola que a ras de costa. La estación más lluviosa del año es claramente el otoño (sobre todo los meses de setiembre y octubre), seguida de la primavera y el invierno, mientras que el verano es la más seca, con un mínimo pluviométrico en los meses de junio y julio.
Con respecto a la temperatura, la amplitud térmica es moderada. Por una parte, los inviernos son suaves, con medias de 9 a 12 ºC. Hay que destacar que la temperatura nocturna es especialmente elevada en el centro de la ciudad, donde prácticamente no hiela nunca. Por otra parte, los veranos son calurosos, con medias de 23 a 26 ºC durante los meses de julio y agosto. La proximidad al mar hace que el ambiente bochornoso sea una de las características principales del verano barcelonés, con una temperatura máxima que solo supera ampliamente los 30 ºC durante los calores más fuertes.
La serie de Can Bruixa (les Corts) muestra uno de los rasgos climáticos más distintivos del centro de la ciudad, que es la elevada temperatura nocturna causada por la proximidad al mar y la isla de calor urbano.
Esta combinación tiene como consecuencia que el centro de Barcelona sea uno de los lugares más cálidos del país, con medias mensuales superiores a los 10 ºC durante los meses de invierno y de más de 25 ºC en julio y agosto.
En Can Bruixa solo se ha registrado un solo día de helada en el periodo 1987-2010 (-1,0 ºC el 27 de enero del 2005).
El observatorio Fabra se encuentra situado en la vertiente oriental de la sierra de Collserola, a 410 metros sobre el nivel del mar. En comparación con el centro de la ciudad, la temperatura suele ser más baja, aunque puntualmente se registran valores extremos más elevados durante las olas de calor. Una de las diferencias principales es la frecuencia con la que caen heladas, ya que se observan 5 días anuales por término medio para el periodo 1981-2010, mientras que en el centro de la ciudad prácticamente no hiela nunca.
Con respecto a la precipitación, el régimen estacional de Collserola es muy similar al del centro de Barcelona, aunque la cantidad media anual de precipitación es ligeramente superior.
Tabla ampliada del clima de Barcelona 1987-2010