Bà Rịa – Vũng Tàu thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa; một năm chia hai mùa rõ rệt. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, thời gian này có gió mùa Tây Nam. Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, thời gian này có gió mùa Đông Bắc.
Nhiệt độ trung bình hàng năm là 27 °C, tháng thấp nhất khoảng 26,8 °C, tháng cao nhất khoảng 28,6 °C. Số giờ nắng rất cao, trung bình hàng năm khoảng 2.400 giờ. Lượng mưa trung bình 1.500 mm.
Bà Rịa – Vũng Tàu nằm trong vùng ít có bão.