ホノルルは、ケッペンの気候区分ではステップ気候（BSh）に属します。雨蔭効果により夏季は降水が少なく、年間を通した気温の変動もかなり小さく、月平均の日最高気温は 27–32 °C、日最低気温は 18–24 °C の範囲で変化します。
観測史上の最高・最低気温は、それぞれ 35 °C （1994 年 9 月 19 日および 2019 年 3 月 31 日）・11 °C （1902 年 2 月 16 日および 1969 年 1 月 20 日）でした 。高温で比較的湿度が高いために、ホノルルは熱帯気候であると言われることもありますが、ケッペン気候区分による分類を厳密に適用すると、降水量（年平均降水量は 400 mm 程度）の少なさゆえに熱帯気候とはなりません。
降水は主に 10 月から 4 月に生じ、夏季の総降水量は極めて少量です。一方で、降水日数は同程度で、これは、夏季に弱いにわか雨が卓越することに起因します。虹がよく見れるのもこのためです。緯度帯としては熱帯に位置しますが、ハリケーンの襲来は極めて稀です。
