Miami tem um verdadeiro clima tropical, especificamente monções e ventos sazonais. Os invernos são secos, já os verões são quentes. A partir do final de outubro a março, inúmeras frentes frias passam na cidade. No entanto, a temperatura média anual para qualquer mês nunca foi maior de 18º (sendo as maiores as de janeiro: médias de 20 º. A maior parte do ano é quente e úmido, e os verões são quase idênticos aos verões do Caribe. Além disso, a cidade recebe a maior parte das suas chuvas no verão (estação chuvosa) e é na maior parte do inverno que o tempo é seco e ameno (estação seca).
Sua elevação aproxima-se do nível do mar, possui localização costeira e posição um pouco acima do Trópico de Câncer, a área deve o seu calor e umidade a corrente do Golfo. Um típico dia de verão não tem temperaturas abaixo de 24°C. Chuva de verão aliviam a tarde, a maioria das vezes com trovoadas ou simplesmente uma brisa do mar que se desenvolve no Oceano Atlântico, que então permite a chegada de temperaturas mais baixas.
A temperatura máxima registrada foi de 37°C. A temperatura mais fria já registrada na cidade de Miami foi de -1°C em várias ocasiões.
