Сан-Франциско расположен на западном побережье США в штате Калифорния и находится в умеренном климатическом поясе. Климат города можно охарактеризовать как средиземноморский (Csb по классификации Кёппена), что означает, что здесь наблюдаются мягкие, влажные зимы и сухие, теплые лета.
Среднегодовая температура в Сан-Франциско колеблется в пределах от 10 до 15 градусов Цельсия. Зимой температура редко опускается ниже 5 градусов Цельсия, а летом редко поднимается выше 25 градусов Цельсия. Осадков в среднем выпадает около 600 мм в год, причем большая их часть приходится на зимние месяцы (с ноября по март).
Воздушные массы, влияющие на климат Сан-Франциско, в основном приходят с Тихого океана. Преобладающей является морская умеренная воздушная масса (мум), которая приносит прохладный и влажный воздух с океана. Именно благодаря этой воздушной массе лето в Сан-Франциско часто бывает прохладнее, чем во внутренних районах Калифорнии, и зачастую сопровождается знаменитым туманом, который образуется вследствие холодного течения Калифорнийского течения и теплого воздуха, приходящего с суши.
Такое сочетание климатических условий и влияния воздушных масс делает Сан-Франциско уникальным в плане климата и погодных условий, что, в свою очередь, оказывает влияние на местную флору, фауну и образ жизни горожан.