Истанбул има типичен умерен морски климат с много валежи, влажно и топло лято и мека и влажна зима. Най-топлият месец е юли и август със средни температури от 18 до 28°С. Най-студеният месец е януари със средна температура от 3°С до 9°С. Средногодишното количество на валежите е 870 мм с максимум през декември и минимум през юни. Най-ниската температура измерена в Истанбул на 9 февруари 1927 г. е била -16,1°С, а най-високата (отчетена на различно място в града) – на 12 август 2000 г. е била 40,5°С. На 9 септември 2009 г. в местността Санаториума е регистриран най-големият денонощен валеж в Истанбул - 342 мм.