Marmaris genel olarak Akdeniz iklimine sahip bir bölgedir. Bu sebeple bölge, özellikle yaz aylarında yaz tatili için tercih edilse de hava sıcaklığının ilkbahar ve sonbahar aylarında da yüksek seyretmesi nedeniyle Marmaris, yılın pek çok ayında tercih edilebilecek bir tatil lokasyonudur. Marmaris’te deniz suyu sıcaklığının yüksek olması nedeniyle bölgede yılın 7-8 ayı boyunca denize girilebilmektedir.
Bölgeye sıcak ve ılıman bir iklim hâkimdir. Marmaris’te yazları sıcak ve kurak, kışları ılık ve yağışlıdır. Bölge yılın büyük bir döneminde güneşlidir. Türkiye’nin Ege ve Akdeniz kıyı şeridinin tamamında olduğu gibi Marmaris’te de güneş yılın çoğunluğunda kendini göstermektedir. Marmaris’e kış aylarında daha fazla yağış düşmektedir. Marmaris’in yıllık ortalama sıcaklığı 18,8 derecedir. 27,9 derece olan sıcaklık ortalamasıyla temmuz ayı Marmaris’te yılın en sıcak ayıdır. Ocak ayı yılın en soğuk ayı olup bu dönemde Marmaris’te ortalama sıcaklık 10,8 derecedir.
Marmaris’te aylara göre en düşük ve en yüksek hava sıcaklıklarını şu şekilde sıralayabiliriz: Ocak 6-16, şubat 7-16, mart 8-18, nisan 12-22, mayıs 16-26, haziran 21-34, temmuz 26-37, ağustos 24-37, eylül 18-33, ekim 15-27, kasım 12-20, aralık 8-18.
Marmaris’te aylara göre deniz suyu sıcaklıkları ise şu şekildedir: Ocak 15, şubat 15, mart 16, nisan 17, mayıs 20, haziran 24, temmuz 25, ağustos 26, eylül 24, ekim 21, kasım 18, aralık 17