Es herrscht ein mildes, feuchtes Seeklima in Istanbul. Die durchschnittliche Jahrestemperatur liegt bei 14 °C. Die wärmsten Monate sind der Juli und der August mit durchschnittlich 23 °C, die beiden kältesten der Januar und Februar mit etwas mehr als 5 °C im Mittel.
Die Sommertemperaturen können während der Hitzeperioden, die oft mehrere Tage andauern und von Juni bis Anfang September auftreten, bis über 30 °C im Schatten erreichen. Der Winter hingegen ist kühl bis kalt und wechselhaft. Es gibt frühlingshafte Sonnentage, aber auch Regen und Kälteeinbrüche, in den letzten Jahren seltene Schneefälle.
Die durchschnittliche jährliche Niederschlagsmenge liegt bei 850 Millimeter. Die meisten Niederschläge fallen in den Monaten November und Dezember mit durchschnittlich 110 und 124 mm, die geringsten Niederschläge werden für die Monate Mai, Juni und Juli mit je 36, 37 und 39 mm im Mittel verzeichnet. Heftige Niederschläge und Überschwemmungen treten besonders im Herbst und im Winter auf.