في الدمام تتضح ملامح المناخ الجاف تحت تصنيف مناخ كوبن المناخي. وخلافا للمدن الأخرى في المملكة العربية السعودية، تحتفظ الدمام بدرجة الحرارة الدافئة في فصل الشتاء، والتي يمكن أن تتراوح بين 10 درجات مئوية (59 درجة فهرنهايت) إلى 22 درجة مئوية. ومع ذلك تنخفض درجة الحرارة بانتظام، أما درجات الحرارة في فصل الصيف فهي مرتفعة جداً وتكسر حاجز 40 درجة مئوية (104 درجات فهرنهايت)، وتصل في بعض الأيام إلى 50 درجة مئوية على الرغم من متوسط درجات الحرارة في الصيف، وعادة ما تقع بين 35 إلى 45 درجة مئوية.

هطول الأمطار في الدمام متفرق عموماً، وعادة ما يكون بكميات صغيرة في ديسمبر / كانون الأول، على الرغم من هطول بعض الأمطار في الشتاء والثقيلة نسبياً. العواصف الرعدية الغزيرة غير شائعة في فصل الشتاء (العواصف الرعدية وديسمبر / كانون الأول 2008 باعتبارها أكبر في الذاكرة الحديثة، مع الأمطار تصل إلى نحو 3 بوصات).