Բալի ծովը գտնվում է ցածր լայնություններում՝ հարավային լայնության 8-10 աստիճաններում։ Հենց աշխարհագրական դիրքն էլ պայմանավորում է նրա կլիմայական պայմանները։ Ծովը գտնվում է մերձհասարակածային կլիմայական պայմաններում, որտեղ տիրապետում են մթնոլորտի մուսոնային շրջանառությունը՝ տարվա կետը տաք ու չոր, տարվա կեսը՝ անձրևային ու տաք։ Առանձին հատվածներում կլիմայի վրա ազդում են լեռնային կտրատված ծովափները։