Город характеризуется средиземноморским климатом с теплым сухим летом и холодной дождливой зимой. Некоторый снег выпадает один или два раза в год, а сильный снегопад - каждые три-четыре года. Январь - самый холодный месяц года со средней температурой около 8 ° C; июль и август - самые теплые месяцы года со средней температурой около 23 ° C. Разница температур днем и ночью велика, поэтому ночи в Иерусалиме немного прохладнее даже летом. Среднегодовое количество осадков составляет около 590 мм осадков, с наибольшей интенсивностью в период с октября по май.
Наибольшее загрязнение воздуха происходит от дорожного движения. Многие из главных улиц города не рассчитаны на текущие объемы движения, что приводит к скоплению и увеличению выбросов углекислого газа в воздух. Промышленное загрязнение несколько ниже, однако выбросы от заводов на израильском средиземноморском побережье могут попасть в Иерусалим по воздуху и, таким образом, способствовать его загрязнению.