Aufgrund ihrer Küstennähe ist das Klima der Stadt Hamburg von maritimen Einflüssen geprägt. Diese wirken sich auch auf das Niederschlagsregime aus. Im norddeutschen Tiefland, insbesondere in den nordwestlich gelegenen, küstennahen Gebieten, fällt im Mittel mehr Niederschlag als in den kontinental geprägten Tieflandbereichen Deutschlands. Mit dem Klimawandel verändern sich klimatische Parameter und mit ihnen die atmosphärische Zirkulation, die das Niederschlagsgeschehen maßgeblich steuert.
Langfristige Niederschlagsmessungen des DWD zeigen, dass die Niederschlagssumme in Hamburg seit 1882 statistisch signifikant gestiegen ist. Die Zeitreihe unterliegt natürlichen Schwankungen, aus ihrem Verlauf gehen aber auch deutliche Phasen in der Niederschlagsentwicklung hervor: So waren – ähnlich wie auf Bundesebene – die 1940er und 1970er Jahre trockener, die 1960er und 1980er Jahre überdurchschnittlich nass. Vor allem in den Jahren um die Jahrtausendwende kam es zu niederschlagsreichen Jahren in Hamburg. Unter dem Einfluss eines Tiefdruckgebiets, das vom Mittelmeer über die Alpen bis zur Ostsee zog, wurde das Jahr 2002 zum niederschlagsreichsten in der Hansestadt. Auch das Jahr 2024 war äußerst nass: Mit knapp 1.040 mm fiel fast so viel Niederschlag wie 2002.
Zunehmende Jahresniederschläge bedeuten nicht zwangsläufig eine größere und nachhaltige Wasserverfügbarkeit und -versorgung. Die Niederschläge sind weniger gleichmäßig über das Jahr verteilt und fallen häufiger im Rahmen von Extremwetterereignissen. Die Böden können in kurzer Zeit keine großen Wassermassen aufnehmen. Wird das Regenwasser in der Folge an der Oberfläche abflusswirksam, besteht im Zuge von Sturzfluten oder Hochwasserereignissen ein erhöhtes Risiko für massive Schäden.
Auf der Grundlage von standortangepassten Klimamodellen ist zukünftig nicht von einer deutlichen Änderung der mittleren Jahressumme des Niederschlags in Hamburg auszugehen. Die Ergebnisse der Modelle, die verschiedene Szenarien der weiteren klimatischen Entwicklung berücksichtigen, bewegen sich meist innerhalb der natürlichen Schwankungen des Niederschlagsgeschehens. Der bisher beobachtete Trend einer Zunahme wird sich – den Projektionen zufolge – also nicht fortsetzen. Wohl aber sind in Zukunft jahreszeitliche Verschiebungen der Niederschläge zu erwarten (s. Indikator Jahreszeitliche Niederschläge).