北京冬季最冷的月份是12月至次年的2月。该市的气候类型为北温带半湿润大陆性季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，春秋两季则相对短暂。到了11月，北京便步入了冬季，寒冷的气候会持续到次年3月。其中，1月份的白天气温平均约为3℃，而夜晚则降至平均-6℃左右，"三九"和"四九"期间（通常在1月）更是寒冷。
北京的气候环境特点是暖温带半湿润半干旱季风气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，春秋两季则气候宜人。全年无霜期通常在180至200天之间，西部山区略短。2007年，北京的平均降雨量为483.9毫米，是华北地区降雨量较多的城市之一。降水主要集中在夏季的6月、7月和8月，尤其是7月和8月，降雨较为频繁。
北京的年太阳辐射量平均在112至136千卡/平方厘米之间。辐射量最高的区域位于延庆盆地及密云县西北部至怀柔东部一带，年辐射量超过135千卡/平方厘米；最低的区域则在房山区的霞云岭，年辐射量为112千卡/平方厘米。
北京的年平均日照时数在2000至2800小时之间。延庆县和古北口地区的日照时数最多，超过2800小时，而霞云岭附近的日照时数最少，为2063小时。夏季由于雨季的影响，日照时数有所减少，每月大约230小时；秋季虽然不如春季日照时数多，但仍然比夏季多，每月在230至245小时之间；冬季则是日照时数最少的一个季节，每月不足200小时，通常在170至190小时之间。
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