El clima en Marchena se caracteriza por ser mediterráneo continentalizado, con veranos calurosos y secos, e inviernos moderadamente fríos y lluviosos. La diferencia notable entre estaciones refleja la influencia de su interioridad y la proximidad a la meseta, que acentúa el contraste térmico anual. Durante los meses de verano, las precipitaciones son escasas, predominando días soleados y temperaturas elevadas, mientras que en invierno, las lluvias aumentan y las temperaturas bajan, aunque sin llegar a condiciones extremas.
La meteorología de Marchena favorece las actividades al aire libre principalmente en primavera y otoño, cuando las temperaturas son más agradables y las precipitaciones moderadas. La distribución de las lluvias, concentradas en los meses más fríos, junto con la influencia del clima mediterráneo, hacen que la localidad tenga un tiempo en Marchena bastante estable y caracterizado por inviernos suaves y veranos calurosos, propios de su entorno geográfico en Andalucía.
Normales climáticas WorldClim 2.1 para el periodo 1970–2025.