Esbjerg Kommunes placering i det flade, sandede vestlige Sønderjylland og den lange kyst ud mod Vadehavet har stor indflydelse på klimaet. Eksempelvis betyder nærheden til havet, at temperaturudsvingene ved kysten er små, og at der i forårsmånederne ofte opstår havgus. Samtidig giver havet høje vintertemperaturer, og netop i januar og februar hører Esbjerg til blandt landets ti varmeste kommuner. Længere mod øst bliver vintrene koldere og somrene varmere. Samlet set giver det en årsmiddeltemperatur, som ligger en smule over landsgennemsnittet.
Ud over at give stor opvarmning om sommeren og tilsvarende stor afkøling om vinteren betyder de sandede overflader inde i landet, at der dannes mange byger om sommeren. Den meste nedbør falder således om sommeren og efteråret, især i den østlige del af kommunen, selv om efterårets lavtryk også tilfører en del fugtighed til de kystnære områder fra det lune Vesterhav. Det placerer kommunen blandt landets ti vådeste.
Med de store mængder nedbør følger mange skyer og tilsvarende få solskinstimer. De kystnære dele får en del sol, men samlet set ligger antallet af solskinstimer i hele kommunen under landsgennemsnittet.
