Nhiệt độ trung bình mùa đông của thành phố từ tháng 11 đến tháng 3 không vượt quá 22 °C, với tháng lạnh nhất là tháng 1 với nhiệt độ trung bình 16,4 °C, lúc thấp xuống tới 2,7 °C. Nhiệt độ trung bình mùa hạ của Hà Nội từ tháng 5 đến tháng 9 đều vượt 27 °C, với tháng nóng nhất là tháng 7 với nhiệt độ trung bình đạt 29,2 °C, lúc cao nhất lên tới 42,8 °C. Nhiệt độ trung bình cả năm là 23,6 °C, lượng mưa trung bình hàng năm vào mức 1.500mm đến 1.900mm. Vào tháng 5 năm 1926, nhiệt độ tại thành phố được ghi lại ở mức kỷ lục 42,8 °C. Tháng 1 năm 1955, nhiệt độ xuống mức thấp nhất, 2,7 °C do chịu ảnh hưởng của La Niña. Vào đầu tháng 6 năm 2017 với việc bị ảnh hưởng bởi El Niño trên toàn thế giới, Hà Nội phải hứng chịu đợt nóng dữ dội trong 1 tuần với nhiệt độ lên tới 42,5 °C, là nhiệt độ kỷ lục ghi nhận trong lịch sử. Hơn nữa, do chịu ảnh hưởng của hiệu ứng đô thị và là vùng khí hậu có độ ẩm cao nên những đợt nắng nóng, nhiệt độ cảm nhận thực tế luôn cao hơn mức đo đạc, có thể lên tới 50 °C. Nơi có tuyết vào mùa đông ở Hà Nội là đỉnh núi Ba Vì ngày 24 tháng 1 năm 2016 với mức nhiệt đo được là 0 °C.
Nhiệt độ trung bình mùa đông của thành phố từ tháng 11 đến tháng 3 không vượt quá 22 °C, với tháng lạnh nhất là tháng 1 với nhiệt độ trung bình 16,4 °C, lúc thấp xuống tới 2,7 °C. Hơn nữa, do chịu ảnh hưởng của hiệu ứng đô thị và là vùng khí hậu có độ ẩm cao nên những đợt nắng nóng, nhiệt độ cảm nhận thực tế luôn cao hơn mức đo đạc, có thể lên tới 50 °C.