سن‌پترزبورگ آب و هوای مرطوب قاره‌ای دارد، اما تأثیر گردبادهای دریای بالتیک باعث می‌شود که تابستان‌هایش گرم، مرطوب و کوتاه و زمستان‌هایش سرد، مرطوب و طولانی باشند و در زمستان هم دوره‌هایی از گرمای نسبی را تجربه کند. متوسط حداقل دما در زمستان 9 درجه زیر صفر است، هرچند دمای 35 درجه زیر صفر را هم برای این شهر ثبت کرده‌اند. یخ زدن سطح زمین در زمستان‌های سن‌پترزبورگ پدیده‌ای معمول است و بخش‌هایی از رود نِوا هم که در محدوده‌ی شهر قرار دارند در ماه‌های نوامبر یا دسامبر یخ می‌زنند و در آوریل این یخ‌ها کم‌کم آب می‌شوند. به طور میانگین، سن‌پترزبورگ 123 روز برفی در هر سال دارد که معمولا بین ماه‌های دسامبر تا مارس توزیع شده‌اند.
