Melbourne zimą jest najchłodniejszą spośród wszystkich stolic stanów kontynentalnej Australii. Najniższą zanotowaną temperaturą była: –2,8 °C, z 4 lipca 1901 r. Jakkolwiek zima w Melbourne jest bogata w opady, to śnieg występuje tu niezwykle rzadko. Ostatni opad śniegu z deszczem wystąpił w centrum miasta 25 sierpnia 1986 r., zaś sam śnieg spadł po raz ostatni we wschodnich dzielnicach i Mount Dandenong 10 sierpnia 2005 r. Zjawisko to się powtarzało 15 października 2006 r., 25 grudnia 2006 r. i 10 sierpnia 2008 r.
Wiosną Melbourne zwykle należy do długiej pory wpółsuchej, ze skąpymi opadami deszczu i bezchmurnym niebem. Środek lata przypada na styczeń i luty, gdzie dzienny wzrost temperatury w porównaniu z Sydney jest podobny. Letnie dni w Melbourne są znacznie wydłużone i wyjątkowo gorące. Najwyższa zanotowana temperatura wyniosła 46,4 °C (7 lutego 2009).
+ Średnia dobowa temperatura morza (°C)Melbourne average sea temperature – seatemperature.org.StyLutMarKwiMajCzeLipSieWrzPaźLisGruRok 18,6 18,8 18,4 18,0 17,0 15,8 15,0 14,7 14,6 15,0 16,5 17,4 16,6