Климат Барселоны определяется как средиземноморский, характеризующийся жарким летом и мягкой зимой. При этом относительная близость Атлантического океана делает лето менее сухим, чем в большинстве других мест Средиземноморья. В среднем за год выпадает 572 мм осадков. Самым сухим месяцем является июль, на который приходятся 25 мм. В июне и августе накапливает 32,5 мм и 41 мм соответственно. Немногим больше этот показатель в январе, феврале и марте. А обильнее всего дожди идут в сентябре и октябре — 82 мм и 96,5 мм.

Самыми жаркими месяцами в Барселоне являются июль и август со средней температурой воздуха 26 °C, и примерно такой же у моря. Средняя температура воздуха и воды в пределах 19–23 °C держится с мая по октябрь. В декабре — феврале она составляет 12–13 °C. Поскольку Барселона находится на берегу теплого Балеарского моря, минусовые показатели и выпадение снега здесь крайне редки. За последние 30 лет был всего один день, 19.01.2007, когда столбик термометра опустился ниже нуля, и то до -1 °C.