Øyene ligger i det våte tropiske beltet. Temperaturen varierer fra et minimum på 18–21 °C til et maksimum på 30–33 °C. På grunn av fjellene og den sørvestlige vinden faller det mest nedbør sør og sørvest på øyene. Nord på São Tomé er klimaet tørrere på det savanneliknende landskapet. På São Tomé faller det mm nedbør i nordøst og mm i sørvest.