La ville possède un climat tropical avec des étés chauds et humides et des hivers doux et secs. Il existe donc une saison humide de mai à octobre, qui coïncide avec le passage des cyclones, et une saison sèche le reste de l’année. Des fronts froids peuvent toucher la région entre la fin octobre et le mois de mars. En été, les températures sont supérieures à 30 °C et des orages se développent souvent dans l’après-midi. En hiver, elles sont comprises entre 15 la nuit et 25 °C le jour.
Miami est l'une des villes les plus arrosées des États-Unis. Le climat de Miami combine des pluies abondantes (1 572,7 mm) avec un ensoleillement très élevé (3154.9 H) cela crée une végétation luxuriante, les averses durent quelques minutes, mais sont parfois violentes et plutôt chaudes en été.
Officiellement, la saison cyclonique commence le 1er juin et s’achève le 30 novembre, même si des tempêtes peuvent survenir en dehors de cette période. Miami est sur la trajectoire des ouragans capverdiens qui se forment à proximité des îles du Cap-Vert (1 000 km à la ronde), près de l'Afrique de l'Ouest entre la mi-août et la fin de septembre.