Avignon, en eigenlijk de hele Provence, kent een mediterraan klimaat. De zomers zijn lang en heet, met meer dan 12 uur zonneschijn per dag. Van juni tot september overschrijden de temperaturen vaak 30°C. In de winters blijven de temperaturen meestal net boven het nulpunt, met een paar bitter koude, winderige dagen. In de tussenseizoenen liggen de temperaturen tussen 10 en 15°C.
De stad kent hevige winden, waarvan de sterkste de mistral is, een koude, krachtige noordenwind die droogte met zich meebrengt. De maanden met de meeste neerslag zijn april en mei, maar je kunt het hele jaar door regen verwachten. De zonnige zomerdagen gaan vaak gepaard met zware onweren.
