Madrid har et kontinentalt middelhavsklima. Somrene er varme og tørre, og vintrene relativt kjølige. Normaltemperaturer om sommeren er på dagtid 31 °C og 18 °C om natten, men temperaturen kan nå så høyt som 40 °C. På vinteren ligger normaltemperaturene mellom 10 °C og 0–4. Temperaturer under 0 °C kan forekomme vinterstid om natten, og snøfall er ikke uvanlig. Somrene er varme med middeltemperaturer i juli og august rundt 24 °C og med maksimumstemperaturer som iblant overstiger 35 °C.