Med sin geografiske posisjon i det sørøstre hjørnet av Koreahalvøya har Busan fuktig subtropisk klima (Köppens klimaklassifisering: ). Ekstremt høye og lave temperaturer er sjeldne. Periodene mai til juli sent om våren og tidlig på sommeren er det vanligvis kaldere ved kysten enn i innlandet på grunn av påvirkningen fra havet. Seint på sommeren og tidlig på høsten, august og september er vanligvis varme og fuktige og Busan kan oppleve tropiske sykloner. 15. september 1959 passerte supertyfonen Sarah Busan og førte til enorme ødeleggelser. En uvanlig kraftig storm opplevde byen 12. september 2003 som også skadet både skip og bygninger og førte til 48 dødsfall.