La temperatura media oscila entre 21 °C y 28 °C en verano y entre 6 °C y 10 °C en invierno. La temperatura del agua ronda los 12 °C en febrero y hasta los 24 °C en verano.

En primavera y otoño a veces es muy tormentoso, especialmente en el Golfo de Rosas. El viento frío de tierra que llega del noroeste de los Pirineos en invierno y principios de primavera y está relacionado con el mistral y la tramontana, conocida en Catalunya como tramuntana, alcanza a menudo fuerza de vendaval. En verano, los fuertes vientos marinos, que pueden alcanzar hasta 50 km tierra adentro, reducen el calor diurno. Atraen a muchos windsurfistas que se concentran en Rosas o en la Bahía de Riells, pedanía de L’Escala.

En general, el clima marítimo del Mediterráneo catalán es más equilibrado que el clima continental del interior, y es entre 6 y 7 °C más cálido que el del Atlántico español. Sin embargo, es mucho más inestable en verano que más al sur de España, por lo que puede haber días lluviosos y bastante más frescos en julio y agosto.

Las precipitaciones disminuyen significativamente de norte a sur en la Costa Brava. Son más altas en invierno con un promedio de 85 litros por metro cuadrado, más bajas en julio y agosto con solo 50 litros por metro cuadrado. Se contabilizan una media de 200 días de sol al año.