墨尔本位于南纬37度，东经145度，南半球中纬度地区，地处平原地区，属于亚热带与温带相交叉的地带，气候条件比较复杂。年均温在20摄氏度左右，由于临海的原因，终年多雨，总的来说属于温带海洋性气候特征，气候宜人舒适，非常适合居住。
从降水量来说，墨尔本的气候相对来说比较干燥，全年的降水量在在500毫米左右，降水量分布比较均衡。从气温来说，夏季整体高温，冬季温和。夏季的最热月均温在25度左右，偶尔有高于40度的情形。夏天人们普遍喜欢去海边游玩消暑。冬季相对来说比较舒适，月均温在15摄氏度左右，一般情况下只需要穿着夹克类的服装即可。墨尔本虽然处于澳洲大陆的东海岸，但是仍然受洋流的影响，常年的南太平洋暖湿气流持续为墨尔本当地带来水汽，同时印度洋冷风也会影响到墨尔本的气候。与此同时，墨尔本位于大分水岭以东，高山使得当地成为了山前迎风坡，增加了降水量。