Atenas tiene clima mediterráneo especialmente caluroso en verano. Goza de largas horas de brillo solar, con hasta 360 horas de sol en julio. A pesar de tener temporadas lluviosas, el clima es mucho más seco que el resto del Mediterráneo. Esto debido a que el Monte Parnitha funge de “paraguas”.
Primavera (mediados de marzo hasta fines de mayo) y otoño (septiembre a mediados de noviembre) son considerados las temporadas perfectas para ir de visita. Los veranos pueden ser muy calurosos y húmedos. La temperatura promedio varía entre los 23 y 33 °C. Además hay olas de calor desde el sur que pueden elevar la temperatura hasta a 38°C. Los inviernos son lluviosos con 65 mm de precipitaciones promedio. La temperaturas varían entre los 7 y 15 °C.
La lluvia es común a fines de octubre y mantiene un promedio de 12 días húmedos (con más de 0.25mm de lluvia) hasta comienzos de abril. La nevadas no son lo acostumbrado, aunque la ciudad sí ha sufrido de fueres nevadas algunos años (1987, 1992, 2002, 2004, 2008) entre los meses de enero y febrero.