Kilimandżaro położone jest zaledwie 3 stopnie na południe od równika w międzyzwrotnikowej strefie klimatycznej, gdzie panuje nieustanne uczucie ciepłego, letniego powietrza. W ciągu roku pojawiają się tutaj dwie pory deszczowe – krótka i długa. Długa pora deszczowa z największymi opadami występuje między początkiem marca, a końcem maja w porze monsunowej. Niewiele mniej deszczu spada podczas krótkiej pory deszczowej , która trwa od października do listopada, a zdarzają się sezony, że nawet do grudnia. Największe opady występują w strefie lasów tropikalnych gdzie mogą osiągnąć 2000 mm na rok. Na szczycie, który można nazwać wysokogórską pustynią opady nie przekraczają 100 mm rocznie. Pomimo podziału na pory mokrą i suchą deszczu w tak niedalekiej odległości od równika można się spodziewać przez cały rok. Niezależnie od tych czynników wyprawy na Kilimandżaro odbywają się przez cały rok.
Średnia temperatura u stóp góry wynosi 25 – 30 stopni natomiast na szczycie waha się pomiędzy -20, a -10 stopni. Na wysokości 3000 m dzienne temperatury zawierają się pomiędzy 5, a 15 stopni, natomiast w nocy temperatura może spaść poniżej zera. Podróżując na szczyt trzeba być przygotowanym na wszystkie strefy klimatyczne, a w związku z tym na różne temperatury i warunki pogodowe.