La Seyne-sur-Mer est située sur la Côte d'Azur et bénéficie d'un climat méditerranéen aux étés chauds et secs et aux hivers doux et relativement humides.

La rade peut être soumise à des ventsviolents avec un record établi à 148 km/h le 28 novembre 1983. Le mistral y souffle régulièrement, ce vent venant, après le delta rhodanien, de l'Ouest.

La commune est abritée au nord par le massif des Maures, et plus près, par le Mont Caume, et le Mont Faron. Elle est parfois exposée au levant qui s'engouffre dans la rade entre Port-Cros et le Cap Bénat mais est protégée du sirocco par Porquerolles et la presqu'île de Giens.

En moyenne annuelle, la températures'établit à 15,9 °C avec une moyenne maximale de 20,1 °C et une minimale de 11,8 °C. Les températures nominales maximales et minimales relevées sont de 29 °C en juillet-août et 6 °C en janvier et février, valeurs douces grâce à la présence de la Méditerranée et de l'agglomération toulonnaise. Les jours de gel sont assez rares mais le 10 février 1986 fut relevée la température de -7,5 °C ; et c'est le 2 février 1956 que fut relevée la température de -9 °C . À l'inverse, le 7 juillet 1982 la température de 40,1 °C établissait un record.

L'ensoleillement moyen s'établit à 2 899,3 heures par an avec une pointe à 373,8 heures en juillet. Autre valeur importante, caractéristique du climat méditerranéen, les précipitations totalisent à Hyères 665 millimètres sur l'année, valeur relativement faible par rapport à d'autres communes du pourtour méditerranéen et surtout les pluies sont très inéquitablement réparties avec moins de sept millimètres en juillet et près de quatre-vingt quatorze millimètres en octobre. Le record de précipitations relevées en vingt-quatre heures s'établit à 156 millimètres le 16 janvier 1978.