Barcellona gode di un clima temperato tutto l'anno. Le estati di solito sono calde e afose raggiungendo talvolta temperature di 35°C mentre le temperature medie massime si aggirano intorno ai 27-28°C. Le piogge cadono tra la fine dell'estate e per tutto l'autunno, ma generalmente Barcellona è un luogo soleggiato, la media annua di pioggia è di 590 mm. Gennaio è il mese più freddo dell'anno anche se gli inverni sono generalmente miti, le temperature medie minime invernali variano tra i 4°C e i 6°C, mentre le medie massime sono attorno ai 14°C.
Il periodo migliore per visitare Barcellona è quello che va da marzo a giugno, luglio ed agosto possono essere talvolta troppo caldi.