Mazamet possède un climat océanique dégradé humide, de type méridional. Le caractère humide de la ville étant lié à la dispositions des reliefs alentours (Montagne Noire et Plateau d'Anglès) bloquant par orographie les précipitations Atlantiques. De plus, la proximité du bassin méditerranéen permet parfois à des épisodes pluvieux typiquement méditerranéen d'affecter la commune, bien que ces épisodes deviennent plus conséquents en remontant la vallée  du Thoré. Le nombre de jours de pluie est estimé à 120j annuel pour une quantité de 1030 mm annuel.

L'influence océanique de par son apport d'humidité et de nébulosité réduit les amplitudes thermiques journalière, mais offre, comme dans une grande partie du sud-ouest Français, une variabilité thermique importante d'un jour à l'autre. Ainsi, les hivers sont relativement doux (34j de gels,  ,txm hivernale >9.0°C) et les étés en moyenne chauds (txm de 27.9°C en juillet) mais pouvant offrir des écarts importants au grès de l'influence Atlantique.

Niveau vent, l'Autan, vent de SSE à E, possède un caractère turbulent, et souffle de manière irrégulière suivant les secteurs (il souffle plus fort au nord de la ville, en contact avec le Thoré et la vallée). Il peut être relativement sec comme humide. Les vents d'O à NO sont en général plus constants et  humides.