吉阳区属于热带海洋性季风气候。1-6月为东北季风期，6-12月为西南季风期，年平均气温25.4℃，最冷的1月份平均气温21.4℃，最热的六月份平均气温28.7℃，没有严重低温。 降雨季节分布均匀，干湿季节明显。对农作物生长极为有利年平均降雨是1100-1695mm。4-10月为雨季，降雨量占全年雨量90%，11月至次年3月为干季。热带风暴或台风平均每年1-2次。 年日照2539小时，年平均蒸发量2344mm，属于半湿润半干旱地区，具有冬无严寒、夏无酷暑，长夏无冬，秋春相连，阳光充足，蒸发量大，干湿各半、雨骤旱酷，台风频繁，雨急风狂的特点。 地形：吉阳区位于三亚市的中心位置，其地形呈北高南低之势，北部山高岭峻，峰峦连绵，南部平原海岸东西分布，大部分地区海拔几十米至300米之间，最高海拔611.5米。 地貌：东部、西部与北部为中低山环绕，中部为东北向冲积平原，地势较为平坦，南部以低丘为主，有山间小盆地。 珊瑚礁海岸：主要分布在鹿回头角至榆林角，亚龙湾及湾内5个海岛沿岸。红树林海岸：主要分布于泥质滩涂海湾和受潮汐影响的河口海岸。 地下水：岩组厚度小于30-90m，有2-5个含水层，单层厚度一般小于12m，岩组含水层厚度小于40m，单层单位水量一般1-2L/s﹒m，水位埋藏深，富水性差。 地表水：区域范围内有大茅水和三亚河的东河两条主要河流，大茅水发源于吉阳区北部与保亭县交界的甘什岭，流经镇区在榆林港流入南海，上游建有三农水库，正常库容220立方米，中游建有颂和水库，正常库容480立方米。三亚东河流经荔枝沟，上游建有半岭水库，是三亚市主要水源之一，设计年供水能力834万立方米。