南海海区地处热带和亚热带,云状以低云为主,北部海区全年大致可分为3个时期。1~4月主要是层积云和碎云,其次是淡积云和层云,除碎云和层云云高在200~400米外,其余云高在600米以上,云层稳定有时伴有小雨或毛毛雨,且在稳定的云层中有时隐藏着积雨云或雷暴。5~9月以积状云为主,沿岸午后最盛,海上多见于夜间,积雨云云底高约1000~1500米,云顶较高可达12000~15000米,云层极不稳定,有雷电和颠簸出现。受台风影响时,常产生碎云和雨层云。10~12月一般多天高云淡的好天气。南海海区降水充沛,根据沿岸和岛屿记录,年平均降水量在1200~3300毫米之间,年降水日数一般超过125天,雨季平均月降水日数约为20天,24小时降水强度可超过500毫米。东北季风时期,以南部海区和越南东部沿岸海区雨水最多,降水频率约在10%以上;以菲律宾西部和暹罗湾背风海区雨水最少,降水频率在5%以下。西南季风时期,以菲律宾西部海区、暹罗湾东北部海区雨水最多,频率超过20%,越南东部沿岸海区降水频率不到10%。沿岸降水量随着暴露于两种季风的程度有很大差异。越南中部沿岸的广治和广义以及马来西亚沿岸的哥打巴鲁降水季节随东北季风而开始于9月,持续到次年1月。曼谷最大降水出现在东北季风向西南季风的过渡时期,月平均的降水量150毫米,东北季风时期则不足25毫米。新加坡整年各月降水量都在165毫米以上,东北季风时期稍高。20°N以北和南海东部降水季节随西南季风而出现。香港和海防最大降水出现在5~9月,香港年降水量2200毫米,海防年降水量1780毫米,其中75%以上出现在这几个月。香港月平均降水量6月为397毫米,12月只有27毫米,海防亦类似。越南南方的头顿,降水季节为5~10月。面对东北季风的站点,年平均降水量较大,广义为2215毫米,哥打巴鲁为3150毫米。面对西南季风的站点,年平均降水量较小,如头顿为1295毫米,香港为2200毫米。