O clima é tropical húmido, onde as temperaturas variam entre 21ºC e 27ºC com frequentes precipitações sobretudo no sul da ilha de S. Tomé e no Príncipe. Verificam-se somente duas estações climáticas; seca que ocorre entre os meses de Junho a Agosto localmente conhecida por gravana e a estação da chuva que ocorre nos restantes meses. Ao longo do ano, ocorrem 1760 horas de sol descendo para 1300 horas entre 500 a 1000 metros de altitude.
A sua orografia montanhosa proporciona vários microclimas. As zonas mais elevadas têm uma grande pluviosidade podendo atingir 7.000 mm por ano, enquanto que as zonas baixas (Norte e Nordeste) registam menos chuvas sendo genericamente inferior aos 1.000 mm por ano.