Vidutinė metinė orų prognozė Vilniuje yra +6,1°C. Pasitaiko gerokai šiltesnių metų (+7,9°C – 2008 m.). Vidutinis metinis vėjo greitis siekia 4,5 m/s. Santykinis oro drėgnumas yra 80%, didžiausias – lapkritį, gruodį (89-90%), mažiausias – gegužę (67%). Metinis kritulių kiekis (600–700 mm) per metus pasiskirsto nevienodai. Po gana sausos gegužės paprastai ateina lietingas birželis, dar lietingesnė liepa.

Žiemos palyginti su pajūriu šaltos, sniegingos. Šalčiausią, sausio, mėnesį spaudžia vidutinis -5°C šaltis. Per pastarąjį dešimtmetį šilčiausia orai Vilniuje buvo 2008 m. sausis (0,4°C), šalčiausias – 2010 m. (-10°C). Orai – Absoliučių oro temperatūrų minimumų vidurkis yra -32,2°C. Sniego storis siekia apie 20 cm, sniegingiausiomis žiemomis – per 30 cm. Dirvožemis įšąla 30 cm ir daugiau. Šaltą ir sniegingą 2010 metų žiemą įšalas siekė 100 cm.

Vasaros vidutiniškai šiltos. Šilčiausia orų prognozė Vilniuje – liepą. Vyrauja apie +16,7°C oro temperatūra. Pastarąjį dešimtmetį šilčiausia liepa Vilniuje buvo 2010 m. (+21,8°C), 2006 m. (+20,8°C). Pasitaiko sausringų periodų, +34°C karščio dienų.

Iš Vilniaus rekordų:

• 1931 metų balandžio 26 dieną Nerie lygis pakilo 825 cm, buvo apsemta Katedros aikštė, gatvės. Didelių potvynių būta 1951, 1956, 1958 metais. Jie liovėsi po 1974 metų, kai Baltarusijoje buvo pastatyta Vileikos užtvanka;
• 1962 metų gegužės 28 dieną krito ledėkai sulig teniso dydžio kamuoliukais (30-50 mm skersmens);
• 1977 metų balandžio 12-14 dienomis užfiksuota ilgiausios trukmės lijundra (51 val.); Didžiausias apšalas ant elektros perdavimo linijų, net 1,6 kg, susiformavo Viršuliškėse;
• 1992 metų rugsėjo 1 dieną užregistruota aukščiausia to mėnesio oro temperatūra Lietuvoje – +32;
• 1993 metų balandžio 24 dieną per 1 val. 25 min. iškrito 62,5 mm kritulių. Tai gerokai daugiau negu vidutinė mėnesio norma (42 mm);
• 1909 metų sausio 8 dieną užfiksuotas 5 balų žemės drebėjimas. Jo epicentras buvo Bezdonių ir Bistryčios kaimai. Žemėje atsivėrė 1 km ilgio plyšys.