洛杉矶的气候全年从温和到炎热，而且大部分时间干燥。它被归类为地中海气候，这是一种干燥的亚热带气候。它的特点是降雨量的季节性变化——夏季干燥，冬季雨季。根据修改后的柯本气候分类法，沿海地区被归类为Csb，内陆地区被归类为Csa。
洛杉矶地区包含小气候，白天温度在圣费尔南多谷或圣加布里埃尔谷等内陆地区与洛杉矶盆地沿海地区之间的日间温差可高达 36°F（20°C）。洛杉矶县最北端的两个城市帕姆代尔和兰开斯特由于海拔约 2,500 英尺（760 米）而在冬季经常下雪，而夏季比该县其他地区更热。
温度和季节
洛杉矶的主要气象站位于南加州大学校园市中心附近，本文主要参考该站生成的代表整个洛杉矶都会区的气候数据。
洛杉矶属于夏季炎热的地中海气候( Köppen Csa )，夏季炎热干燥，冬季温和至温暖，降水量增加。虽然大多数地中海气候典型的典型干燥夏季和潮湿冬季模式是洛杉矶气候的一部分，但每年的降水量低于许多典型的地中海气候，使其具有半干旱特征。
夏季旱季通常从 5 月持续到 10 月，此时晴朗的天空、炎热的温度和可感天气的变化很小。平均高温在华氏 80 度以下（26-28 摄氏度），夜间最低温度在华氏 60 度以下（15-17 摄氏度）。这个季节基本上没有降雨，7 月和 8 月的平均月降水量不到 0.05 英寸（1.27 毫米）。
冬季雨季通常从 11 月持续到 4 月。洛杉矶的降水事件，除了少数明显的例外，主要是由冬季从西部或西北部接近加利福尼亚的温带扰动造成的。在洛杉矶市中心测得的正常季节性降雨量为 14.77 英寸，其中 92% 发生在 11 月 1 日至 4 月 30 日之间。虽然冬季月份降雨量大幅增加，但洛杉矶的冬季月份仍然频繁阳光明媚宜人，气温温和至温暖。平均高点范围从华氏 60 度以上到华氏 70 度以下 (17-21 摄氏度)，隔夜温度较低的低点在华氏 40 度以上和华氏 50 度以下 (8-12 摄氏度)。温暖的冬季气温赋予这座城市亚热带特征。
降水
大多数降雨发生在冬季和早春至仲春，典型的地中海气候。然而，收到的数量通常低于其他地中海气候。雨季的第一场零星降雨通常发生在 10 月或 11 月，从 11 月底到 4 月初，大雨变得更加普遍。菠萝快车风暴可能发生在 12 月至 3 月。平均而言，二月是最潮湿的月份。然后雨水在四月或五月逐渐减少，通常只有两到三场小雨。然而，冬季降雨的时间和降雨量变化很大。一场大雨过后，该地区空气中常见的大气雾霾和人为烟雾一扫而空，整个大都市的景色格外清晰。
大多数由极地低气压（阿拉斯加湾冬季季节性低压区）分离出来的冷锋和低气压未能携带大量可降水的水分远至洛杉矶以南，导致该地区相对较低的平均降雨量为 12 –15 英寸（300–380 毫米），即使在正常年份也是如此。然而，“正常”年份很少出现，因为洛杉矶的降雨量取决于急流的位置和强度，而阿拉斯加湾的强度较低。有些年份，一系列发展良好的冷锋进入该地区，每个冷锋之间的间隔相对较短，一次给洛杉矶带来持续数周的间歇性降雨。如果这种模式在雨季持续存在，将会收到明显高于平均水平的降水量。其他年份，特别是在 2012-2016 年的干旱年份，东太平洋上空的一个大气高压阻塞区，位于阿拉斯加和太平洋西北部之间，将急流及其冷锋流转移到遥远的北部，穿过加拿大和进入美国中西部，使美国西海岸，尤其是洛杉矶在温暖干燥的条件下持续数周至数月。
由于雨季从深秋开始到春季初至中期结束，因此使用水年而不是日历年来测量降水量，以准确了解每个雨季的降水量。每个水年从 10 月 1 日开始，到次年 9 月 30 日结束，此时是一年中最干旱的时期。
夏季有时会因向西移动的季风 雷暴而降雨，但这种情况并不常见。更不常见的是东太平洋飓风消散后的残余降雨。洛杉矶平均每年只有 14.7 英寸（373 毫米）的降水量，沿海地区降水量较低，山区和山麓城市降水量较高。这通常发生在夏季（通常在 7 月至 9 月）。大洛杉矶地区和盆地降雪极为罕见，但附近的圣加布里埃尔山脉和圣贝纳迪诺山脉通常每个冬季都会下大雪。1932 年 1 月 15 日，洛杉矶市中心记录的最大降雪量为 2 英寸（5 厘米）。
