Kota Kinabalu menampilkan iklim hutan hujan tropika, di bawah pengelasan iklim Köppen. Walau bagaimanapun, bandar ini mempunyai musim yang nyata lebih lembap dan kering. Pada bulan Februari, bandar ini menerima purata hujan 60mm, yang layak untuk iklim hutan hujan tropika. Dua musim tengkujuh yang menjadi ciri iklim bahagian Sabah ini adalah Monsun Timur Laut dan Monsun Barat Daya. Monsun Timur Laut berlaku antara November dan Mac dengan suhu sejuk dan kurang hujan, manakala Monsun Barat Daya berlaku antara Mei dan September, yang membawa suhu panas dan hujan yang lebat. Terdapat juga dua monsun berturut-turut dari bulan April hingga Mei dan dari September hingga Oktober.[52] Perubahan suhu sepanjang tahun adalah kecil. Walau bagaimanapun, April dan Mei umumnya bulan terhangat, sementara Disember dan Januari sering sejuk. Dalam tempoh ini (Disember dan Januari), beberapa lonjakan angin sejuk bertiup dari Siberia dan kadang-kadang suhu pada awal pagi boleh jatuh sehingga 20 °C.[53] Hujan berbeza dengan ketara sepanjang tahun. Bulan Februari dan Mac biasanya musim panas terik dan kering manakala hujan turun dalam tempoh monsun sekitar Oktober. Keadaan kelembapan agak tinggi berlaku sepanjang tahun.[54]