Климат Волгограда — умеренно континентальный, с жарким летом и умеренно холодной зимой, что делает его одним из самых жарких летних городов России (пятое место после Астрахани, Махачкалы, Элисты и Грозного). Среднегодовая температура составляет +8,8 °C, при этом самый холодный месяц — февраль (−5,9 °C), а самый тёплый — июль (+24 °C); абсолютные рекорды города — +42,6 °C и −33,0 °C (оба зафиксированы в 1940 году). Зима здесь неустойчива и сопровождается частыми оттепелями, весна — самое короткое время года, а лето длится с мая по сентябрь, включая «бархатный» сезон. С начала XXI века наблюдается устойчивый рост температур: на период 2000–2012 годов пришлось 9 абсолютных месячных максимумов, включая рекорды января 2007 и апреля 2012 годов. Особенностью региона являются частые арктические вторжения, приносящие резкие похолодания, а в июне 2018 года был зафиксирован аномальный минимум +1,1 °C.