Cartagena heeft een tropisch klimaat met het hele jaar door hoge temperaturen. Overdag ligt de temperatuur meestal tussen de 29 en 33 graden, terwijl het ’s nachts zelden koeler wordt dan 24 graden. Dankzij de ligging aan de Caribische Zee staat er regelmatig een verkoelende zeewind. Toch kan het behoorlijk warm aanvoelen, vooral door de hoge luchtvochtigheid. Tijdens een wandeling door de historische binnenstad is het daarom verstandig om regelmatig de schaduw op te zoeken en voldoende water te drinken.
Het klimaat van Cartagena kent geen echte zomer of winter, maar wel een drogere en een nattere periode. Van december tot en met april valt doorgaans de minste neerslag en schijnt de zon veelvuldig. Dit is dan ook de populairste periode om Cartagena te bezoeken. Van mei tot en met november neemt de kans op tropische regenbuien toe, met oktober als een van de natste maanden. Dat betekent overigens niet dat het voortdurend regent. Ook tijdens het regenseizoen zijn er voldoende zonnige momenten. Dankzij de warme temperaturen is Cartagena het hele jaar door geschikt voor een combinatie van cultuur, stedentrips en strandbezoek.
