Do chịu ảnh hưởng sâu sắc của cơ chế hoàn lưu gió mùa hoạt động ở vùng Đông Nam Châu Á, Phú Quý có hai mùa gió chính đối lập nhau rõ rệt: mùa gió Tây Nam từ tháng 5 đến tháng 10 (người dân đảo gọi là Mùa Nam), gió mùa Đông Bắc từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau (Mùa Bấc).
Phú Quý có dưới 40 ngày dông trong năm. Tốc độ gió lớn, trung bình xấp xỉ 6.0m/s gấp 2-3 lần tốc độ gió trong đất liền. Với tốc độ gió khá lớn ở Phú Quý tạo thuận lợi phát triển loại hình du lịch thể thao biển, tham quan, giải trí… thu hút khách du lịch quốc tế.Tuy nhiên, vào những ngày mùa gió Bấc, tốc độ gió trên biển thường rất mạnh khoảng cấp 6, cấp 7, có lúc cấp 8, cấp 9, mùa này không thuận lợi cho tàu thuyền giao thông trên biển, gây khó khăn cho vận chuyển giữa đảo và đất liền.
Vùng đảo Phú Quý mùa bão thường chỉ giới hạn trong vòng 2 tháng 10 và 11 và khả năng có bão ở khu vực này ít hơn so với các khu vực khác, tần suất 0,66 lần/năm (trong vòng 60 năm trở lại đây). Một số cơn bão đở bộ vào đảo Phú Quý từ năm 1968 đến nay theo số liệu thống kê đươc như sau:
- Tháng 11 năm 1968 cơn bão Mamie cấp 8, cấp 9.
- Tháng 10 năm 1963 cơn bão Kim cấp 8, cấp 10, cấp 11.
- Tháng 11 năm 1994 cơn bão Tess cấp 10, cấp 11.
- Tháng 9 năm 2006 cơn bão Chan Chu.
Mặc dù ít có bão, nhưng trên đảo Phú Quý thường xuyên chịu ảnh hưởng của áp thấp nhiệt đới và cũng chính áp thấp nhiệt đới là loại nhiễu động rất mạnh của thời tiết trong vùng này. Bão và áp thấp nhiệt đới sinh ra rất to, mưa lớn, biển động mạnh gây nên xói lở vùng bờ biển trên đảo làm thay đổi đường bờ, thay đổi cán cận vật lý tại khu vực, làm thiệt hại không nhỏ cho người dân trên đảo nhất là nhiều khi áp thấp nhiệt đới kéo dài, biển thường xuyên bị động mạnh nên nhiều tàu, thuyền không thể ra khơi đánh bắt hải sản được.
Phú Quý có lượng mưa trung bình hàng năm ít, khoảng 1.200 mm/năm, mùa mưa trùng với mùa gió Tây Nam và mùa khô trùng với mùa gió mùa Đông. Mùa mưa kéo dài 7 tháng, bắt đầu từ tháng 5 và kết thúc tháng 11, mưa tập trung nhiều nhất từ tháng 5 đến tháng 6 (chiếm 90%). Lượng mưa ít nhưng mưa rào lớn, nhiều nước, tạnh mưa trời lại nắng, có gió mát dễ chịu, đường sá sạch sẽ không bùn đất làm cho thời tiết mát mẻ, không khí trong lành dễ chịu tạo sự thoải mái cho du khách.
Độ ẩm trung bình trong năm đạt từ 75%-85%. Tổng lượng bức xạ đạt 150 kcal/cm2/năm, tổng số giờ nắng 2.800 – 2.900 giờ/năm. Nhiệt độ trung bình từ 22 độ C đến 28 dộ C. So với đất liền, tuy trời nắng nhưng không oi bức do khí hậu ở đây chịu ảnh hưởng trực tiếp của không khí biển nên mát mẻ quanh năm.
Với đặc tính biến động mạnh mẽ trong chế độ mưa và có mùa khô kéo dài, gây nhiều khó khăn trong sản xuất nông nghiệp và chủ động nguồn nước sinh hoạt. Đồng thời gió mùa Đông Bắc mạnh cũng gây nhiều khó khăn cho ngư dân. Giao thông đi lại giữa đảo với đất liền bị hạn chế, vào mùa này, lượng khách du lịch đến đảo rất ít hoặc hầu như không có, tính mùa vụ du lịch tại đảo thể hiện rất rõ do ảnh hưởng của khí hậu. Tuy nhiên, với tốc độ gió khá lớn ở Phú Quý tạo thuận lợi phát triển loại hình du lịch thể thao biển, tham quan, giải trí… thu hút khách du lịch quốc tế.
