三沙市气候区域特殊，南沙群岛在赤道带，西沙和中沙群岛在副赤道带。无酷暑、无严寒。酷暑温度指35˚C以上的气温，这样的气温让人难以承受。我国东部地区夏季经常出现这种气温的天气，三沙因为受海水温度影响大，不像大陆会在夏季急剧升温。这里最热月是5月，南沙群岛的平均气温在28.8˚C，与这一地区的年均温27-28˚C相差无几，当然没有酷暑。

三沙市降雨丰富，大部分地区年均降雨量在1800毫米以上，南沙群岛更是多在2800多毫米，是我国降雨的高值区。过去渔民能在南沙群岛上一些无淡水的小岛上居住，就是靠雨水生活。因为除了1-4月干季外，那里几乎每天都下雨。

三沙市少云雾，多蓝天。如南沙群岛的太平岛平均全年仅有2天雾日。我国渤海、黄海、东海的雾天，有的地方一年当中100多天以上。

特殊的天气如台风，既带来灾难，又是建造岛屿和沙洲的功臣。西沙群岛的岛屿和沙洲多于南沙群岛，因为西沙的台风比南沙多。

三沙多闪电。每年见到闪电的天数多达100天；球状闪电好似一轮红日，每年数次；彩虹平均每8天出现一次；霓一月出现一次；月晕9天可见一次；雷暴日每月数天；龙卷风并不罕见，1987-1989年，我国设立南沙群岛永暑礁上的气象观测站就观测到22次龙卷风。