Selv om Santa Clara ligger bare 72 km fra San Francisco, er klimaet litt annerledes—særlig om sommeren, som generelt er varm og solrik i motsetning til de tåkete og kjølige forholdene man ofte finner i San Francisco. Gjennomsnittlig dagtemperatur i juli er fra 28 °C til 12 °C. Vinteren er mild med vanlige dagtemperatur i januar fra 14 °C til 3 °C. Mesteparten av nedbøren kommer i løpet av vintermånedene, sommermånedene er som oftest uten nedbør.