Климат резко континентальный, с небольшим годовым количеством осадков. Зима в Якутске сурова, средняя температура января составляет около −40°C, иногда морозы даже могут пересечь 60-градусную отметку (последний раз такие морозы наблюдались 2 января 1951 года). Зима длится с октября по апрель включительно, весна и осень очень коротки. Оттепели в период с декабря по февраль не фиксировались за всю историю метеонаблюдений. Также, был известен случай выпадения снега в июне.
В противоположность зиме, для лета, несмотря на его изменчивый характер, характерно небольшое количество осадков и часто — сильная жара. Палящий зной может достигать практически +40 °C, что для относительно северного города — очень высокие значения. Годовая амплитуда Якутска — одна из наибольших на планете, примерно равна годовой амплитуде «полюсов холода» — Оймякона и Верхоянска, и превышает 100 °C (102,8 °C).