Climatul Californiei variază foarte mult, de la deșert la climă alpină, în funcție de latitudine, altitudine și de cât de aproape este zona de coastă. Cea mai mare parte a zonelor de coastă și de sud ale statului au un climat mediteranean, cu ierni oarecum ploioase și veri uscate. Deșerturile din sudul statului au veri foarte călduroase și ierni blânde. Unele părți din sudul statului au o climă semi-aridă/stepă, de exemplu San Diego.

Conform mediilor Administrației Naționale Oceanice și Atmosferice (NOAA) pentru perioada 1981-2010, California este al 13-lea cel mai cald stat din Statele Unite, cu o temperatură medie anuală de 14,7 °C (58,4 °F).