Город Мурманск находится в атлантико-арктической зоне умеренного климата. Климат города Мурманска формируется близостью Баренцева моря, влияние которого усиливает теплое Северо-Атлантическое течение. Этот фактор способствует сильному отличию климата города Мурманска от климата большинства городов, расположенных за Северным полярным кругом.
В отличие от многих северных городов в городе Мурманске наблюдаются высокие для Севера зимние температуры воздуха. Средняя температура января - февраля в городе Мурманске примерно -10... -11 °C. Сильные морозы бывают редко, эпизодически бывают оттепели. Из-за близости теплых воздушных масс, приносимых течением Гольфстрим, наступление холодной погоды в городе Мурманске обычно происходит примерно на один месяц позже, чем в других северных районах. Ветер в городе Мурманске имеет муссонный характер: зимой преобладают южные ветра с материка, несущие сухую морозную погоду в город, а летом - северные ветра с Баренцева моря, приносящие в город Мурманск повышенную влажность воздуха и довольно прохладную летнюю погоду. Смена ветров происходит примерно в июне и сентябре. Средняя температура июля примерно +12... +13 °C, при этом две трети месяца держится дождливая и пасмурная погода, а температура воздуха сильно изменчива. Однако время от времени город Мурманск достигают более теплые воздушные массы, и тогда температура повышается до +25 °C, очень редко - выше +30 °C. Большая часть осадков в городе Мурманске из примерно 500 мм в год выпадает с июня по сентябрь, пик пасмурных дней и дней с осадками приходится на август. Снег лежит в городе в среднем 210 дней и полностью сходит к маю (в окрестностях города Мурманска снег может лежать до июня). В первой половине июня возможны снегопады. Минимальная температура -39,4 °C была зафиксирована в городе Мурманске 06.01.1985 и 27.01.1999, максимальная температура +32,9°C - 09.07.1972. Полярная ночь на широте города Мурманска длится с 2 декабря по 11 января, полярный день - с 22 мая по 22 июля.