冬季は西高東低の冬型の気圧配置になると、晴れの日が続き空気が乾燥する。降雪量は少ない。海に近い割に真冬日が多く、年に44.7日（平年値）である。また内陸部では放射冷却現象により最低気温が氷点下20℃前後まで下がる[10]。

近年は全国の観測地点の中でも突出して年間を通して温暖化が進んでおり、1910年の観測開始以来、2023年の年平均気温は過去最高の8.5℃を記録した他、7.9℃（2022年）、7.7℃（2015年）、7.6℃（2021年）、7.5℃（2020年）、7.3℃（2010年）、7.2℃（2018年）、7.1℃（2019年）、7.1℃（2013年）と、上位は7.2℃（1990年）と7.1℃（2004年）の二か年を除きすべて2010年以降の記録である。特に冬は暖冬が急増している。また、夏季も猛暑となる年が急増しており、2023年7月の平均気温20.0℃、同年8月の平均気温21.8℃はいずれも各月の過去最高記録となった。これは、2000年の露場の幣舞橋付近の丘の上から海沿い市街地への移転も影響しているとされ、冬は海からの西風が卓越しやすく気温が下がりにくくなっているほか、夏季も内陸からの風によって気温が上がりやすくなっている。

釧路市幸町（釧路地方気象台、標高5m）の気候
月1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年
最高気温記録 °C （°F）7.6
(45.7)11.0
(51.8)15.9
(60.6)23.5
(74.3)28.0
(82.4)32.4
(90.3)33.5
(92.3)31.1
(88)29.6
(85.3)22.9
(73.2)18.7
(65.7)12.4
(54.3)33.5
(92.3)
平均最高気温 °C （°F）?0.2
(31.6)?0.1
(31.8)3.3
(37.9)8.0
(46.4)12.6
(54.7)15.8
(60.4)19.6
(67.3)21.5
(70.7)20.1
(68.2)15.1
(59.2)8.9
(48)2.5
(36.5)10.6
(51.1)
日平均気温 °C （°F）?4.8
(23.4)?4.3
(24.3)?0.4
(31.3)4.0
(39.2)8.6
(47.5)12.2
(54)16.1
(61)18.2
(64.8)16.5
(61.7)11.0
(51.8)4.7
(40.5)?1.9
(28.6)6.7
(44.1)
平均最低気温 °C （°F）?9.8
(14.4)?9.4
(15.1)?4.2
(24.4)0.7
(33.3)5.4
(41.7)9.5
(49.1)13.6
(56.5)15.7
(60.3)12.9
(55.2)6.1
(43)?0.3
(31.5)?7.0
(19.4)2.8
(37)
最低気温記録 °C （°F）?28.3
(?18.9)?27.0
(?16.6)?24.8
(?12.6)?14.1
(6.6)?4.6
(23.7)?0.4
(31.3)3.3
(37.9)5.4
(41.7)?2.2
(28)?6.9
(19.6)?15.2
(4.6)?25.7
(?14.3)?28.3
(?18.9)
降水量 mm （inch）40.4
(1.591)24.8
(0.976)55.9
(2.201)79.4
(3.126)115.7
(4.555)114.2
(4.496)120.3
(4.736)142.3
(5.602)153.0
(6.024)112.7
(4.437)64.7
(2.547)56.6
(2.228)1,080.1
(42.524)
降雪量 cm （inch）32
(12.6)27
(10.6)31
(12.2)7
(2.8)0
(0)0
(0)0
(0)0
(0)0
(0)0
(0)4
(1.6)26
(10.2)127
(50)
平均降水日数 （?0.5 mm）6.45.68.19.811.310.211.511.811.88.78.07.7110.8
平均降雪日数14.313.915.19.81.40.00.00.00.01.05.712.674.3
% 湿度67697177808788878476696777
平均月間日照時間186.7183.1200.8182.2177.5126.8118.9117.6143.9177.0167.6175.61,957.6
出典：気象庁 (平均値：1991年-2020年、極値：1910年-現在)[11][12]

釧路 (旧釧路地方気象台・幣舞町) 1961?1990年平均の気候
月1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年
平均最高気温 °C （°F）?1.1
(30)?1.1
(30)2.2
(36)7.5
(45.5)12.1
(53.8)15.1
(59.2)18.7
(65.7)21.3
(70.3)19.1
(66.4)14.5
(58.1)8.3
(46.9)2.5
(36.5)9.9
(49.8)
日平均気温 °C （°F）?6.1
(21)?6.0
(21.2)?1.7
(28.9)3.4
(38.1)7.9
(46.2)11.4
(52.5)15.3
(59.5)17.8
(64)15.2
(59.4)9.8
(49.6)3.7
(38.7)?2.0
(28.4)5.7
(42.3)
平均最低気温 °C （°F）?12.1
(10.2)?11.6
(11.1)?6.0
(21.2)?0.2
(31.6)4.3
(39.7)8.4
(47.1)12.7
(54.9)15.0
(59)11.3
(52.3)4.5
(40.1)?1.5
(29.3)?7.1
(19.2)1.5
(34.7)
出典：理科年表[要文献特定詳細情報]

中徹別（標高80m、1991年 - 2020年）の気候
月1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年
最高気温記録 °C （°F）8.6
(47.5)15.6
(60.1)17.8
(64)31.0
(87.8)36.1
(97)33.7
(92.7)35.7
(96.3)36.1
(97)33.1
(91.6)26.5
(79.7)22.9
(73.2)14.3
(57.7)36.1
(97)
平均最高気温 °C （°F）?0.8
(30.6)?0.2
(31.6)3.9
(39)10.7
(51.3)16.6
(61.9)19.7
(67.5)23.0
(73.4)24.3
(75.7)21.3
(70.3)16.0
(60.8)8.9
(48)1.7
(35.1)12.1
(53.8)
日平均気温 °C （°F）?7.8
(18)?7.2
(19)?2.1
(28.2)3.9
(39)9.6
(49.3)13.6
(56.5)17.5
(63.5)18.8
(65.8)15.3
(59.5)8.9
(48)2.0
(35.6)?5.0
(23)5.7
(42.3)
平均最低気温 °C （°F）?15.3
(4.5)?15.2
(4.6)?8.9
(16)?2.5
(27.5)3.1
(37.6)8.5
(47.3)13.3
(55.9)14.7
(58.5)10.1
(50.2)2.2
(36)?4.4
(24.1)?11.8
(10.8)?0.5
(31.1)
最低気温記録 °C （°F）?28.8
(?19.8)?28.8
(?19.8)?22.9
(?9.2)?14.0
(6.8)?8.0
(17.6)?2.8
(27)1.2
(34.2)3.9
(39)?2.1
(28.2)?9.1
(15.6)?15.2
(4.6)?25.7
(?14.3)?28.8
(?19.8)
降水量 mm （inch）54.8
(2.157)34.9
(1.374)72.2
(2.843)96.4
(3.795)139.2
(5.48)111.5
(4.39)130.8
(5.15)176.3
(6.941)178.5
(7.028)132.8
(5.228)80.5
(3.169)72.3
(2.846)1,277.5
(50.295)
降雪量 cm （inch）86
(33.9)75
(29.5)84
(33.1)20
(7.9)1
(0.4)0
(0)0
(0)0
(0)0
(0)0
(0)8
(3.1)67
(26.4)342
(134.6)
平均降水日数 （?1.0 mm）5.75.38.09.411.010.211.612.512.09.58.27.1110.3
平均月間日照時間167.1152.4175.4170.9176.4146.1117.9124.1135.3164.5159.3160.01,847.7
出典1：Japan Meteorological Agency
出典2：気象庁[13]

阿寒湖畔（標高426m、1991年 - 2020年）の気候
月1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年
最高気温記録 °C （°F）6.2
(43.2)13.7
(56.7)16.5
(61.7)28.3
(82.9)35.5
(95.9)34.5
(94.1)34.9
(94.8)33.9
(93)31.4
(88.5)28.1
(82.6)19.0
(66.2)11.8
(53.2)35.5
(95.9)
平均最高気温 °C （°F）?4.2
(24.4)?3.1
(26.4)1.4
(34.5)8.1
(46.6)15.1
(59.2)18.9
(66)22.3
(72.1)22.8
(73)19.0
(66.2)13.2
(55.8)5.8
(42.4)?1.4
(29.5)9.8
(49.6)
日平均気温 °C （°F）?10.0
(14)?9.4
(15.1)?4.2
(24.4)2.3
(36.1)8.5
(47.3)13.1
(55.6)17.1
(62.8)18.0
(64.4)14.0
(57.2)7.5
(45.5)0.7
(33.3)?6.5
(20.3)4.3
(39.7)
平均最低気温 °C （°F）?16.7
(1.9)?16.8
(1.8)?10.8
(12.6)?3.3
(26.1)2.3
(36.1)8.0
(46.4)12.9
(55.2)13.9
(57)9.3
(48.7)2.1
(35.8)?4.3
(24.3)?12.1
(10.2)?1.3
(29.7)
最低気温記録 °C （°F）?30.2
(?22.4)?30.7
(?23.3)?26.6
(?15.9)?20.9
(?5.6)?7.5
(18.5)?3.3
(26.1)1.8
(35.2)3.2
(37.8)?1.2
(29.8)?7.6
(18.3)?17.3
(0.9)?26.9
(?16.4)?30.7
(?23.3)
降水量 mm （inch）63.2
(2.488)44.5
(1.752)70.2
(2.764)90.8
(3.575)105.7
(4.161)84.4
(3.323)103.2
(4.063)160.0
(6.299)165.7
(6.524)137.8
(5.425)85.2
(3.354)87.4
(3.441)1,197.9
(47.161)
降雪量 cm （inch）132
(52)96
(37.8)105
(41.3)54
(21.3)3
(1.2)0
(0)0
(0)0
(0)0
(0)1
(0.4)31
(12.2)123
(48.4)548
(215.7)
平均降水日数 （?1.0 mm）10.28.911.511.311.010.110.411.412.010.59.89.8127.0
平均月間日照時間97.5111.9137.1154.0169.4146.3132.2115.7110.1123.3110.6107.31,546
出典1：Japan Meteorological Agency
出典2：気象庁[14]

自然災害

道東太平洋側には沈み込み帯である千島海溝が形成されており、地震活動が活発となっている。そのため、太平洋に面する釧路市も地震や津波の被災経験を持つ。以下は主な被害地震と市内の被害。

1843年十勝沖地震 (M8.0) - 地震と津波で死者。

1894年根室半島沖地震 (M7.9) - 震度5。津波あり。死者1名、家屋被害。

1952年十勝沖地震(M8.2) - 震度5。津波あり。死者15名、土砂崩れ、家屋被害。

1993年釧路沖地震 (M7.5) - 震度6。死者2名、土砂崩れ、家屋被害。

1994年北海道東方沖地震 (M8.2) - 震度6。液状化、家屋被害。

2003年十勝沖地震 (M8.0) - 震度5強。重傷者15名、家屋被害。

2012年に北海道庁は「最大クラスの津波に基づく津波浸水予測図」を発表した。