تتمتع موسكو بمناخ قاري رطب ذي صيف دافئ وفق تصنيف كوبن للمناخ (Dfb)، مع صيف دافئ إلى حار وشتاء طويل شديد البرودة. تتراوح درجات الحرارة العظمى المعتادة خلال الأشهر الدافئة، وهي يونيو ويوليو وأغسطس، حول 20 درجة مئوية (68 درجة فهرنهايت). ومع ذلك، وخلال موجات الحر التي قد تحدث في أي وقت من مايو إلى سبتمبر، غالبًا ما تتجاوز درجات الحرارة العظمى نهارًا 23 درجة مئوية (73 درجة فهرنهايت) لمدة قد تمتد إلى أسبوع أو أسبوعين أحيانًا. أما في الشتاء، فتنخفض درجات الحرارة عادةً إلى نحو −20 درجة مئوية (−4 درجات فهرنهايت)، على الرغم من إمكانية حدوث فترات أكثر دفئًا ترتفع خلالها درجات الحرارة إلى ما فوق −5 درجات مئوية (23 درجة فهرنهايت). يستمر فصل الصيف من منتصف مايو حتى بداية سبتمبر، بينما يمتد فصل الشتاء من بداية نوفمبر حتى نهاية مارس. وتكون الرطوبة مرتفعة على مدار العام، إلا أنها تسجل أدنى مستوياتها خلال أشهر الربيع.
وتتميز مناطق أخرى تقع على خط العرض نفسه بمناخات قارية أشد تطرفًا، مثل أجزاء من شرق كندا أو سيبيريا، حيث يكون الشتاء أكثر برودة بكثير مقارنة بموسكو، مما يشير إلى استمرار وجود تأثير مُعدِّل ملحوظ من المحيط الأطلسي رغم بُعد موسكو عن البحر.