Pisa kent een mediterraan klimaat. De Pisaanse winters zijn zacht, de zomers warm. Juli en augustus zijn de heetste maanden, de temperaturen liggen overdag dan rond de 30ºC, maar kunnen evengoed opklimmen tot 40ºC. Van november tot januari kan het weer in Pisa erg onvoorspelbaar zijn. Meestal zijn de temperaturen er dan mild en schijnt er een winters zonnetje. Toch kan het er in deze periode ook erg mistig zijn. De gemiddelde temperatuur in januari en februari, de koudste maanden, ligt rond de 12ºC.
De ideale periodes voor een bezoek aan Pisa zijn het voor- of het najaar. Vooral de maanden mei en juni zijn er erg mooi. Dan is het er aangenaam warm, maar nog niet te heet om te wandelen. Het vroege najaar is ook aangenaam, de temperaturen zakken dan meestal nog niet onder de 20ºC. Bij heet weer is een dagje aan het strand een echte aanrader. De dichtstbijzijnde badplaatsen liggen op minder dan vijftien kilometer afstand.
