Климатът на Москва е умереноконтинентален. Средните максимални температури през най-горещите месеци юни, юли и август са около 23 °C, но по време на периодичните горещи вълни между май и септември дневните максимални температури често надхвърлят 30 °C, понякога в продължение на една-две седмици. През зимата средномесечните температури падат до -10 °C, макар че има и периоди на затопляне, когато температурата се покачва над 0 °C. Най-високата регистрирана температура е 38,2 °C през юли 2010 година, а най-ниската - -42,2°C през януари 1940 година. Снежната покривка обикновено се задържа от края на ноември до средата на март.