Maio é o terceiro e mais frio mês do outono climático (trimestre março a maio) em que as características climatológicas já se aproximam mais do inverno, diferentemente do primeiro mês da estação (março) em que o clima é mais próximo do observado no verão. Com isso, aumentam os dias de frio ou amenos e ficam menos frequentes os episódios de calor.

Em Porto Alegre, conforte as normais 1991-2020, a temperatura mínima média mensal em maio é de 13,6ºC, bem inferior à mínima média de abril de 16,8ºC, o que decorre do número maior de noites frias e de temperatura mais baixa. Já a média máxima mensal é de 22,6ºC, bastante inferior à média máxima de 26,4ºC de abril com o predomínio de tardes amenas.

A possibilidade de mínimas muito baixas e de geada cresce, tradicionalmente, em maio. Eventos de ar muito gelado de trajetória continental que geram queda de temperatura acentuada, e mínimas muito baixas no Sul, no Centro-Oeste, parte do Sudeste e no Norte do Brasil (friagem) não chegam a ser raros.

Assim, algumas vezes ocorrem eventos de geada mais ampla no Sul e em parte do Centro-Oeste e do Sudeste com danos ao milho segunda safra. Nestes eventos de frio mais intenso, a geada alcança um maior número de municípios de menor altitude e latitudes mais baixas, logo pontos mais ao Norte. Já a neve é pouco frequente em maio, embora tenha ocorrido algumas vezes no passado, como no final do mês em 1979 no famoso evento em que nevou durante um jogo do Grêmio em Bento Gonçalves.

Há um incremento ainda no número de dias de nevoeiro e neblina e as estatísticas mostram que o mês é um dos que mais têm registro de cerração entre a madrugada e de manhã. Em alguns dias, o nevoeiro não raro perdura até o meio ou final da manhã, e em algumas vezes pode se dissipar apenas durante a tarde.

Maio, historicamente, não é um mês de muita chuva e costumava ser um dos períodos do ano de menor precipitação em Porto Alegre. No passado recente, entretanto, observou-se que os meses de maior passaram a ficar mais chuvosos. A precipitação média mensal na capital gaúcha na série 1961-1990 foi de 114,4 mm contra 94,6 mm na série 1961-1990.

A chuva em maio deve ficar acima da média em grande parte do Sul do Brasil. Logo na primeira semana do mês se espera um episódio extremo de precipitação que fará com que várias cidades da Metade Norte do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina registrem em poucos dias volumes acima a muito acima da média de precipitação do mês inteiro por conta de uma área de baixa pressão.

Os acumulados podem vir a ser extremos principalmente no Norte e Nordeste do Rio Grande do Sul (Planalto, Serra, Vales, Grande Porto Alegre, Serra e Litoral Norte) assim como no Sul e no Leste do estado de Santa Catarina com cheias de rios, inundações e alagamentos, deslizamentos de terra e quedas de barreiras.

Superado o evento de chuva extrema do começo do mês, a maio parte do restante de maio no Sul do Brasil deve ser de pouca chuva com muitos dias de tempo ensolarado ou poucas nuvens. Nos últimos dez dias de maio, uma frente fria pode voltar a trazer chuva mais ampla na região.

Na maior parte do Centro-Oeste e do Sudeste do Brasil, exceção de áreas mais próximas da costa em São Paulo, a chuva no mês de maio deve ficar abaixo da média histórica com escassez em diversos pontos do Centro-Oeste, Norte de São Paulo e Minas Gerais, agravando perdas na segunda safra de milho. 

Não se desenha um maio muito quente e tampouco muito frio. Haverá dias de frio, entretanto não devem ser muito numerosos. No começo do mês ingressa uma massa de ar frio, mas que não será de forte intensidade. Com o tempo instável, chuva frequente e abundante cobertura de nebulosidade, as máximas devem ficar abaixo dos padrões históricos, mas as mínimas não serão baixas.

Como no restante do mês se espera predomínio de tempo mais seco, uma característica que será observada é a grande amplitude térmica com noites um pouco frias e a tardes agradáveis ou quentes. Na segunda semana de maio pode ocorrer um aquecimento maior no Sul do país com máximas altas para a estação. Os últimos dez dias do mês podem ter o ingresso de uma massa de ar frio com as mais baixas marcas de maio e geada em maior número de cidades do Sul do Brasil, mas os dados de hoje não apontam que a incursão de ar frio seria muito intensa.

Persistirá agora em maio o padrão observado ao longo deste mês de abril no Brasil Central de temperatura acima ou muito acima da média histórica. Com isso, haverá muitos dias quentes em estados como o Mato Grosso, Goiás, no interior de São Paulo e Minas Gerais. O tempo seco, entretanto, traz noites amenas e mesmo frias em algumas localidades (como de Serra) devido à grande amplitude térmica.