A Cidade do México é tão grande que tem vários microclimas dentro do clima da cidade. Curiosamente estes microclimas coincidem com os climas do país. Por exemplo, no norte da cidade é árido, em contraste com o sul, que conta com muito mais vegetação e humidade. O centro é uma zona intertropical, com temperaturas altas, mas esta condição pode ser modificado devido a altitude e relevo, 75% do território tem clima temperado, 23% de semi-frio e 2% de clima semi-seco.
No norte, noroeste, centro, centrosul e leste, se distribui o clima temperado. Esta extensa zona tem uma altitude que vai de 2.250 m em Iztapalapa a 2.800 m na Sierra de Guadalupe, nas áreas orientais da Sierra de las Cruces e na Sierra Ajusco-Chichinautzin; a temperatura média anual varia de 12°C nas partes mais altas a 23°C nas altitudes menores; na mesma ordem, a precipitação total anual vai de 1.234 a 600 mm.
thumb|Fotografia aérea que mostra a poluição da cidade em 1985
O clima semi-frio se localiza na região sul e noroeste-sudeste e comprende os terrenos de maior altitude (de 2.900 m acima) e nas Serras las Cruces e Ajusco-Chichinautzin. Sua temperatura média anual chega a 12°C e nas partes mais baixas da região e a 5°C nas serras; a precipitação total anual vai de 1.000 a 1.500 mm.
No sudeste e sul da capital apresenta-se um clima semi-frio com muitas chuvas de verão. Cobrindo 10% da superfície da região e arredores ocidentais e no sul das Serras de Cruz del Marqués (Ajusco) e Pelado, e no vulcão Chichinautzin. A temperatura média anual varia dentro do mesmo padrão de clima semi-frio, mas a precipitação total anual é um pouco maior, de 1.200 a 1.500 mm.
A região de menor umidade está situada nos arredores do Aeroporto Internacional da Cidade do México pertencente ao clima semi-seco temperado com chuvas de verão, que tem como características distintas de temperatura média anual de 14° a 18°C e uma precipitação total anual de 500 a 600 mm.
Registros meteorológicos + <big>Registros de estações meteorológicas</big> |- style="background:#efefef;" ! !! !! Jan !! Fev !! Mar !! Abr !! Mai !! Jun !! Jul !! Ago !! Set !! Oct !! Nov !! Dez !! TOTAL |- | Tacubaya ||TP||12,9||14,4||16,6||17,7||18,0||17,3||16,2||16,2||15,9||15,1||14,0||13,0||15,6 |- | 1921-98 ||P||8,2||5,6||10,3||24,7||56,5||133,8||172,8||159,5||138,1||57,5||14,0||6,6||787,6 |- | Ajusco ||TP||9,1||10,1||11,9||13,1||13,5||12,8||11,7||12,0||11,6||11,2||10,2||9,6||11,4 |- | 1962-87 ||P||17,8||12,7||13,2||37,8||95,3||212,2||234,3||237,1||211,9||78,7||13,0||9,6||1173,6 |- | Gran Canal ||TP||13,4||14,7||17,1||18,7||19,3||19,0||18,0||18,2||17,9||16,8||15,1||13,7||16,8 |- | 1950-90 ||P||7,4||7,8||10,6||22,3||50,4||99,9||122,2||111,6||92,4||43,2||8,2||4,9|| 580,9 |- | colspan="15" bgcolor="#e9e9e9" | TP= Temperatura média (ºC) P'''= Precipitações (mm)
Categoria:Geografia da Cidade do México