Bởi vì Bán đảo Nam Cực nằm ở phía bắc Vòng Nam Cực, là phần cực bắc của Châu Nam Cực, nên nó có khí hậu ôn hòa nhất trong lục địa này. Nhiệt độ của nó ấm nhất vào tháng 1, trung bình từ 1 đến 2 °C (34 đến 36 °F) và lạnh nhất vào tháng 6, trung bình từ −15 đến −20 °C (5 đến −4 °F). Bờ biển phía tây của nó từ mũi Bán đảo Nam Cực đến 68 ° S, nơi có khí hậu đại dương ở Nam Cực, là phần ôn hòa nhất của Bán đảo Nam Cực. Trong phần này của Bán đảo Nam Cực, nhiệt độ vượt quá 0 °C (32 °F) trong 3 hoặc 4 tháng trong mùa hè, và hiếm khi xuống dưới −10 °C (14 °F) trong mùa đông. Xa hơn về phía nam dọc theo bờ biển phía tây và bờ biển phía đông bắc của bán đảo, nhiệt độ trung bình hàng tháng vượt quá 0 °C (32 °F) chỉ trong 1 hoặc 2 tháng mùa hè và trung bình khoảng −15 °C (5 °F) vào mùa đông. Bờ biển phía đông của Bán đảo Nam Cực phía nam 63 ° S thường lạnh hơn nhiều, với nhiệt độ trung bình vượt quá 0 °C (32 °F) chỉ trong 0 hoặc 1 tháng mùa hè, và mùa đông có nhiệt độ dao động từ -5 đến −25 °C (23 đến −13 °F). Nhiệt độ lạnh hơn ở phía đông nam, phía biển Weddell, bán đảo Nam Cực được phản ánh trong sự tồn tại của các thềm băng bám vào phía đông.

Lượng mưa thay đổi rất lớn trong Bán đảo Nam Cực. Từ đầu bán đảo Nam Cực đến 68 độ Nam, lượng mưa trung bình 35–50 cm (14–20 in) mỗi năm. Một phần tốt của lượng mưa này rơi xuống như mưa trong mùa hè, vào hai phần ba số ngày trong năm và với rất ít sự thay đổi theo mùa theo số lượng. Giữa khoảng 68 ° S và 63 ° S trên bờ biển phía tây của Bán đảo Nam Cực và dọc theo bờ biển phía đông bắc của nó, lượng mưa là 35 cm (14 in) hoặc ít hơn với mưa thường xuyên. Dọc theo bờ biển phía đông của Bán đảo Nam Cực ở phía nam 63 ° S, lượng mưa dao động từ 10 đến 15 cm (3,9 đến 5,9 in). So sánh, các đảo dưới lục địa có lượng mưa 100–200 cm (39–79 in) mỗi năm và bên trong nội địa Nam Cực khô cằn là một sa mạc ảo chỉ có lượng mưa 10 cm (3,9 in) mỗi năm.