Bakü'nün iklimi büyük ölçüde Hazar Denizi'nin etkisi altında şekillenir ve şehir, yarı kurak, ılıman bir iklime sahiptir. Yaz ayları genellikle sıcak ve nemli geçerken, kış ayları soğuk geçmez ve kar yağışı nadiren görülür. Yazın sıcaklık genellikle 25°C ile 35°C arasında değişirken, kışın sıcaklık 0°C ile 10°C arasında değişebilir. En soğuk ay genellikle Ocak ayıdır. İlkbahar ve sonbahar mevsimleri kısa ve genellikle ılımandır.

Bakü, "Rüzgarlar Şehri" olarak bilinir, zira şehir yıl boyunca çeşitli yönlere esen kuvvetli rüzgarlara maruz kalır. En yaygın rüzgarlar kuzeyden esen kuru ve soğuk rüzgarlar ile güneyden esen nemli ve ılık rüzgarlardır. Bu rüzgarlar özellikle kış ve ilkbahar aylarında daha şiddetli hissedilir. Rüzgarların bu denli etkili olması, şehirde bazı günlerde dışarıda vakit geçirmeyi zorlaştırabilir, ancak aynı zamanda yaz aylarında serinlemek için doğal bir klima görevi görür.

Nem oranı yaz aylarında artış gösterir ve bu durum bazen bunaltıcı olabilir. Ancak genel olarak Bakü'nün iklimi kurak sayılır. Yıllık yağış miktarı oldukça düşüktür ve ortalama 200 mm civarındadır. En çok yağış genellikle ilkbahar aylarında görülür ve bu yağışlar genelde kısa süreli sağanak yağış şeklinde olur. Yaz aylarında yağış neredeyse hiç görülmez.

Bu iklim koşulları, şehir yaşamını birkaç yönden etkiler. Kış aylarının nispeten ılıman geçmesi, ısıtma ihtiyacını azaltırken, yaz aylarında yüksek nem ve sıcaklık, özellikle yaşlılar ve kronik rahatsızlığı olanlar için sağlık riskleri oluşturabilir. Rüzgarın şiddeti, özellikle açık hava etkinliklerini ve bazı inşaat işlerini zorlaştırabilir. Ancak, şehrin genel hava kalitesi üzerinde olumlu bir etki yapar, çünkü sürekli esen rüzgarlar hava kirliliğini dağıtır ve daha temiz bir atmosfer sağlar.