Средняя продолжительность климатического лета в Москве — 90 дней (около 3 месяцев) — с конца мая до конца августа (имеется в виду период, когда среднесуточная температура превышает +15 °C, а дневная составляет +20 °C и выше). По другому критерию (превышение среднесуточной температуры отметки в +10 °C и дневной в +15 °C) летний период длится с конца апреля по конец сентября.
 

Год	Дата начала климатического лета (Тср ≥ 10 °C более 5 дней)	Дата окончания климатического лета (Тср ≤ 10 °C более 5 дней)	Общая продолжительность, дней
Средняя, 1971—2000	30 апреля	20 сентября	144 (4,7 мес.)
2008	4 апреля	9 сентября	159 (5,3 мес.)
2009	26 апреля	29 сентября	157 (5,2 мес.)
2010	30 апреля	28 сентября	152 (5 мес.)
2011	22 апреля	9 октября	171 (5,7 мес.)
2012	16 апреля	5 октября	173 (5,7 мес.)
2013	30 апреля	23 сентября	147 (4,7 мес.)
2014	19 апреля	30 сентября	165 (5,6 мес.)

Максимальная годовая температура за последние 40 лет (1975—2014)

Год	75	76	77	78	79	80	81	82	83	84	85	86	87	88	89	90	91	92	93	94
t°C	29,4	26,5	31,0	28,1	30,3	29,3	35,0	28,3	29,7	30,4	31,6	30,7	28,2	32,7	31,0	30,6	33,0	31,4	27,7	29,0
Год	95	96	97	98	99	00	01	02	03	04	05	06	07	08	09	10	11	12	13	14
t°C	31,6	35,6	28,8	33,9	34,0	30,9	33,4	32,5	30,2	29,3	31,5	31,4	33,2	32,5	30,0	38,2	33,8	32,5	32,0	33,0

Средняя температура календарных летних месяцев, норма 1981—2010

Показатель	Июнь	Июль	Авг.	Лето
Ср. макс, °C	22,0	24,3	21,9	22,7
Средняя, °C	17,0	19,2	17,0	17,7
Ср. мин, °C	12,1	14,4	12,5	13,0

    Среднемесячное количество осадков — 85 мм (наибольшее количество осадков приходится на июль — 90 мм,)
    В среднем 5—7 дней за сезон температура превышает 30 °C.

Начало лета характеризуется в основном неустойчивой погодой, с чередой жарких и холодных дней; часты грозы, возвраты холода с ночным выхолаживанием до +5 °C, возможен и град, хотя в некоторые года дневная температура нередко преодолевает +30 °C. В отдельные годы регистрировались разрушительные шквалы (25 июня 1957 года и 20 июня 1998 года) и даже смерчи (июнь 1904 года, в Московской области (Зарайский район) — 1970, 1971, 1984, 1987, 1994, 1997 годы, в 2005 году — в Дубне, 3 августа 2007 года — в Красногорске, 3 июня 2009 года — в Сергиево-Посадском районе). Так же прохладным стал июнь 2014 года.

В июле обычно преобладает антициклональный тип погоды (наиболее солнечный и жаркий период лета, когда днём может быть выше +32 °C, ночью не ниже +18 °C), хотя, как правило, 2—3 раза в месяц на несколько дней устанавливается дождливая погода, когда днём обычно не выше +23 °C (реже — ниже +20 °C). В некоторые года 1—2 раза за месяц бывает и вовсе холодная погода с дневной температурой около +15 °C и ночной — ниже +10 °C, но она держится, как правило, 1—2 суток, поскольку солнце быстро прогревает холодный воздух. Пик летней жары в Москве и пик наибольшей пожароопасности в Подмосковье чаще всего приходится на конец июля — начало августа, что наглядно подтвердилось летом 2010 и 2011 гг.
Смог в Москве (Ясенево) в августе 2010 года, вызванный лесными пожарами

Для августа характерны теплые и даже умеренно-жаркие (до +28 °C и выше) дни, но ночи постепенно становятся холоднее за счёт увеличения тёмного времени суток и сопутствующего выхолаживания воздуха, хотя заметно это в основном только за городом, в пределах города же ночи значительно теплее. В связи с этим, в черте города заморозки заканчиваются обычно на 2—3 недели раньше, чем в области, и соответственно, на столько же позже начинаются. Экстремальная жара (выше +30 °C) для августа в последнее время случается почти ежегодно, но в этом месяце всё отчётливее дают о себе знать признаки приближающейся осени: становится заметным уменьшение светового дня, начинают желтеть листья на деревьях и т. п. В середине августа традиционно заканчивается купальный сезон, а в двадцатых числах среднесуточная температура опускается ниже +15 градусов, что у климатологов считается началом осени. В последних числах месяца возможны сильные похолодания: например, в ночь на 31 августа 2010 года столбик термометра показал всего +3,2 °C — такая температура по ночам бывает в конце сентября. Относительно холодная погода была и в начале 3-ей декады августа 2012 года.

За последнее время, очень жарким выдалось лето 2001, 2002, 2007 и 2011 годов, а рекордно жарким было лето 2010 года, когда были установлены многочисленные рекорды температуры, а июль 2014 года стал самым сухим июлем за всю историю метеонаблюдений в Москве (выпало всего 4,4 мм осадков).