Klima på Limnos er hovedsakelig middelhavs. Vintrene er generelt milde, men det vil tidvis være noe snøfall. Sterke vinder er et trekk ved øya, særlig i august og om vinteren, derav dens tilnavn Ανεμόεσσα, «den vindbesatte». Temperaturen er typisk 2 til 5 grader celsius mindre enn i Athen, særlig i sommertiden.