Den årlige middeltemperaturen er på 19,5 ℃. Om sommeren er middeltemperaturen på 23, med minimum rundt 19 ℃ og maksimum middelstemperatur på 27 ℃ i januar. Om vinteren har São Paulo temperaturer på mellom 12 og 22 ℃. På våren og høsten er temperaturen på mellom 14 og 25 ℃. Den høyeste registrerte temperaturen var på 36,9 ℃ i januar, og den laveste −2,2 ℃ i juli 1918. São Paulo er en av byene med færrest soltimer i Brasil, med seks timer sol pr. dag i januar og sju timer i juli.