Stando alla Classificazione di Köppen la città di Pesaro è situata nella zona climatica D, ovvero nel clima boreale.
Le stazioni del meteo principali presenti in zona sono due, quella antica degli Orti Giuli, ancora oggi in attività e il cui osservatorio risulta essere uno dei più importanti della regione e quello della Marina Militare, situato nei pressi del porto turistico.
Il clima di Pesaro è comunque di tipo subcontinentale, influenzato dalla presenza del vicino mar Mediterraneo. La presenza di diversi rilievi collinari, la riparano in parte da tutte le correnti d’aria fredda che provengono da occidente.
Nei mesi invernali la situazione climatica è umida e fredda, la temperatura in media più fredda è gennaio (con 3-4° C), mentre le estati sono davvero calde e molto afose, con temperature che, in luglio ed agosto specialmente, possono arrivare a superare anche i 35°C. Indimenticabile da questo punto di vista è stata l’estate del 2003, quando il termometro registrò la massima storica di 43,8° C.
I temporali a Pesaro sono davvero rari e si concentrano soprattutto nel periodo autunnale, cosi come le nevicate (difatti non si ricordano fenomeni simili importanti), mentre la pioggia è presente specialmente a dicembre e gennaio.