温15.8℃~17.5℃，极端最高气温41.3℃（1934年8月10日），极端最低气温为-18.1℃（1977年1月30日）。年无霜期一般为211天~272天，年日照总时数1810小时~2100小时，年总辐射104千卡/平方厘米~113千卡/平方厘米，年降水量1150毫米~1450毫米，降雨集中在每年6月~8月，约占全年降雨量的40%左右
武汉市江河纵横，河港沟渠交织，湖泊库塘星布，滠水、府河、倒水、举水、金水、东荆河等从市区两侧汇入长江，形成以长江为干流的庞大水网，水资源丰富。水域总面积达2217.6平方千米，占全市土地面积的26.1%。市域内5千米以上的河流有165条。有湖泊166个，被称为“百湖之市”，其中，城区内有湖泊43个[6]。汤逊湖是中国最大的城中湖（面积达47.6平方千米），面积33.9平方千米的东湖在中心城区退居第二
武汉市淡水资源丰富，水域面积是全国大城市第一，人均水资源占有量约为全国平均水平40倍，全球人均水平10倍[8]。武汉市总水域面积达2217.6平方千米，占全市土地面积的26.1%。各类水库277座，其中大型水库3座，中型水库6座，总容量9.25亿立方米。共有塘堰8.51万口，蓄水能力3.3亿立方米。据测算分析，在正常年景，地下水静储量128亿立方米，地表水总量达7145亿立方米，其中境内降雨径流38亿立方米，过境客水7047亿立方米。水能资源理论蕴藏量2万千瓦
武汉市湿地资源居全球内陆城市前三位。湿地面积3358.35平方千米，占全市国土面积的39.54%，其中天然湿地面积1561.86平方千米，人工湿地面积1796.49平方千米。武汉市共有6个国家湿地公园（金银湖国家湿地公园、东湖国家湿地公园、安山国家湿地公园、后官湖国家湿地公园、杜公湖国家湿地公园、藏龙岛国家湿地公园），是国家湿地公园最多的城市。
武汉市的蕨类和种子植物有106科、607属、1066种，兼具南方和北方植物区系成份。常绿阔叶林和落叶阔叶林组成的混交林是全市典型的植被类型。主要树种，长江、汉江以南以樟树、楠竹、杉木、油茶叶茶、女贞、柑橘为代表，长江、汉江以北以马尾松、水杉