Как и все регионы Причерноморья до 44-й параллели включительно,[1] климат Анапы характеризуется теплоизбыточностью при дефиците влаги летом. Из-за небольшого среднегодового количества осадков (450 мм) он демонстрирует аридные черты.[2] Однако сухой и влажный сезоны выражены не так четко, как, например в Греции или на островах Южного Средиземноморья. Максимум осадков, как и в инфрасредиземноморском регионе, в Анапе приходится на зимний период, хотя ливневые грозы возможны круглый год. Из-за своего расположения на крайней северной границе субтропиков, приблизительно раз в десять лет, в Анапе случаются сильные морозы и снегопады. Год фактически делится на два климатических сезона (тёплый — с апреля по октябрь включительно) и прохладный (с ноября по март). Из-за приморского расположения осень здесь всегда гораздо суше и теплее весны, оправдывая своё название бархатного сезона.
Помимо этого Анапа является рекордсменом России по количеству ясных солнечных днeй в году, число которых здесь достигает 286, а показатель среднегод. числa часов солнечного сияния доходит до 2 494, что выше показателя для Сочи (2154 часа), Геленджика (2 374), Ялты — 2250 и Евпатории — рекордсмена по этому показателю в Крыму (2 450). Из 47 дней без солнца в среднем в год, 37 (78 %) приходится на период между ноябрём и мартом, то есть на холодный сезон, как и в Средиземноморье.
Благодаря тому что самая тёплая часть акватории Чёрного моря располагается в его юго-восточной части, а общечерноморское течение движется против часовой стрелки, зимой вынос тёплых воздушных масс над морем продолжает происходить с юга и юго-востока на северо-восток. В результате, климат в географически более северной Анапe оказывается даже несколько теплее и мягче (+13,7 °C) в среднем за год чем Бургасе (+12,7 °C), который хоть и расположен заметно южнее, но в более холодной части акватории Чёрного моря.
Зима в Анапе мягкая, с частыми повышениями температуры воздуха до +15°С и выше; сильные снегопады с образованием снежного покрова в городе случаются в среднем лишь раз в десять лет. Небольшие заморозки наблюдаются, как правило только ночью, 14—16 дней в году. В январе 1940 года в городе был зарегистрирован рекорд зимних температур за всю историю метеонаблюдений (−26,0°С). 23 января 2006 года в городе температура падала до −23,9 °C.[4] Зимой в городе часто дует сильный норд-ост, но из-за отсутствия гор температура понижается плавно и бора не наблюдается. Зимой также часты туманы и волнения на море. Влажность воздуха зимой повышается до 80 процентов и выше, что усиливает эффект похолодания для человека.