Ки-Уэст считается единственным городом Континентальных штатов, где никогда не бывает заморозков. Из-за близости Гольфстрима во Флоридском проливе, который находится примерно в 19 км к югу, юго-востоку, и смягчающего влияния Мексиканского залива на западе и севере, в Ки-Уэсте установился мягкий тропический морской климат. Температура в январе варьируется примерно от +19°C до +24°C. Здесь никогда не было зарегистрировано выпадение снега. Самая холодная температура была зарегистрирована на Ки-Уэсте 12 января 1886 года и 13 января 1881 (+5,0°C). В июле средняя температура варьируется от +27°C до +32°C. Самая жаркая температура была зарегистрирована 19 июля 1880 года и 26 августа 1956 года (+36.1°C).
В Ки-Уэсте выделяют два сезона: сухой сезон и сезон дождей. С ноября по апрель обычно много солнца, в этот период выпадает менее 25% годовых осадков. Период с мая по октябрь считается сезоном дождей, на это время приходится примерно 53% годовых осадков. Ливни, дожди с грозами идут рано утром. В любом случае, Ки-Уэст характеризуется наименьшим выпадением осадков по сравнению с другими городами Флориды.