Podnebí v Lucembursku ovlivňuje Atlantský oceán i západoevropské kontinentální klima. Během roku zde nejsou žádné extrémní rozdíly mezi teplotami v jednotlivých ročních obdobích. Jaro bývá suché a chladné. V létě je přes den většinou jasno a teplo, za to v noci jsou teploty nižší. Ačkoliv jsou srážky rozloženy do celého roku, často jich nejvíce spadne na podzim. Během září/října bývá několik teplých slunečných dní, kterým se stejně jako u nás říká „babí léto“. Zimní teploty jsou zde spíše mírné. Průměrná teplota v nejchladnějším měsíci lednu je 0 °C, v červenci běžně kolem 17 °C. Vlhčí a chladnější klima je v části Oesling. Nejteplejší je zase údolí řeky Mosely, kde se také skvěle daří vinné révě. Ideální počasí pro návštěvu Lucemburska bývá v období od května do začátku října.