Pamukkale iç bölgelere geçiş yolunda olduğundan, Akdeniz ikliminin yanı sıra karasal iklimin de etkisi altındadır. Ege Bölgesi’nin sıcaklıkları göz önüne alındığında, Pamukkale ortalamanın biraz altında kalabilir. Dağlar denize dik olduğundan rüzgârlara açıktır. Yıllık ortalama sıcaklıklar kış aylarında 5-6, yaz aylarında ise 27-28 derece arasındadır.
Doğal güzellikleri, şifalı suları ve antik kentleri ile kültür ve kaplıca turizmine hizmet ettiğinden, Pamukkale’ye yıl boyunca gidilmesi mümkündür. Ancak kışların yağışlı geçmesi nedeniyle daha çok bahar ve yaz aylarında gidilmesi önerilir.
