Londen heeft een gematigd zeeklimaat, net elders op de Britse eilanden. De stad ziet daardoor maar zelden extreem hoge of lage temperaturen. De zomers zijn warm met juli als warmste maand. De temperatuur is dan overdag gemiddeld 22,8 ° C  en 's nachts 14,0 ° C . De temperatuur kan in juli vaak boven de 25 ° C uitkomen en bijna elk jaar loopt de temperatuur wel één of meerdere dagegen op tot meer dan 30 ° C. De hoogste temperatuur ooit gemeten was 38 ° C op 10 augustus 2003 tijdens de Europese hittegolf van 2003.

De winters in Londen zijn kil, maar het komt zelden onder het vriespunt.  Overdag piekt de temperatuur dan rond de 5 ° C  tot  8 ° C. Het voorjaar heeft milde dagen en koele avonden . De laagste temperatuur ooit gemeten was -21,1 ° C  in januari 1795. De herfst is meestal mild, maar ook vaak onrustig omdat koudere lucht uit de Noordelijke IJszee en de warmere lucht uit de tropen komen. In Londen is relatief vaak droog. De gemiddelde neerslag bedraagt zo'n 583,6 mm  per jaar. Dit is lager dan vele steden zoals New York, Parijs, Sydney en ongeveer hetzelfde als San Francisco en zelfs als Jeruzalem.

Londen krijgt een gemiddelde van slechts 1461 uur zon per jaar. Sneeuw valt er relatief weinig, vooral omdat de warmte van het stedelijk gebied in Londen 's winters zo'n 5 ° C  warmer dan de omringende gebieden is.  In februari 2009 kampte Groot-Brittannië en Ierland met de zwaarste sneeuwval  in 18 jaar.