La gara di apertura della stagione all'Albert Park sarà la prima di Hamilton per il team glamour dopo aver vinto i suoi sette titoli con McLaren e Mercedes.
Il 40enne ha faticato a trovare il ritmo durante le tre sessioni di prove e si è qualificato solo ottavo, un posto dietro al compagno di squadra Charles Leclerc, nel caldo torrido di sabato all'Albert Park.
Nonostante la Ferrari non abbia avuto un buon passo in qualifica, la pioggia di domenica potrebbe aiutarla a recuperare terreno nei confronti delle McLaren.
"Domani sarà una sfida, non ho mai guidato questa macchina sotto la pioggia", ha detto Hamilton. "Non conosco nemmeno le impostazioni per la pioggia, quindi dovrò studiarle stasera. Sarà un'esperienza di apprendimento".
Lando Norris, autore della pole, e il compagno di squadra Oscar Piastri hanno conquistato la prima fila, con il campione in carica Max Verstappen terzo e George Russell della Mercedes quarto.
Hamilton ha accusato un ritardo di quasi nove decimi di secondo dal giro più veloce di Norris, ma se il sette volte campione del mondo è rimasto deluso dalle prestazioni della sua vettura, lo ha nascosto bene.
"Oggi mi sono divertito molto. Questo fine settimana è stato tutto una prima volta", ha detto.
"Essere così vicino nella mia prima sessione di qualifiche, mi va bene sicuramente. Ora ci mettiamo a testa bassa e iniziamo a lavorare, cercando di capire perché non siamo al passo con i primi".
Leclerc è stato meno entusiasta del comportamento della sua vettura nell'ultima sessione di qualifiche.
"Il giro non è stato eccezionale, tutto sommato non avevamo il passo giusto oggi", ha detto il pilota monegasco.
"Abbiamo faticato soprattutto con il bilanciamento della vettura e con l'assemblaggio, abbiamo del lavoro da fare".