La chaîne des Pyrénées étant proche de la ville, le climat est plutôt doux.

La pluviométrie, de l'ordre de 1000 à 1100 mm par an, est assez forte (comparé à d'autres villes françaises : Paris : 650 mm, Bordeaux : 900 mm, Toulouse : 650 mm).

Le brouillard, peu fréquent, ne persiste généralement pas au-delà de midi.

L'hiver, la neige peut être présente environ 15 jours par an.

La température de Novembre à Mars est généralement supérieure à 0°C. Des températures en dessous de -10°C sont rares et en dessous de -15°C sont exceptionnelles.

En été, la ville dépasse rarement 35 °C, la moyenne se situant entre 20°C et 30°C.

Ce climat à permis à Pau de devenir, à la fin du 19ème et début du 20ème siècle, un lieu de villégiature très prisé.

De nos jours, et grâce aux lignes aériennes Pau-Londres, beaucoup d'Anglais viennent se réfugier à Pau.