Giống như phần còn lại của châu Á, khí hậu Campuchia chịu ảnh hưởng của gió mùa, trở thành vùng nhiệt đới ẩm và khô theo mùa một cách rõ rệt. Các luồng không khí của gió mùa gây ra bởi các áp cao và áp thấp. Vào mùa hè, luồng khí từ gió mùa tây nam chứa đầy hơi nước thổi đến từ Ấn Độ Dương.. Luồng khí sẽ đảo ngược vào mùa đông, và gió mùa đông bắc mang đến luồng không khí khô. Gió mùa tây nam mang kéo dài từ giữa tháng 5 đến giữa tháng 9 hay đầu tháng 10, còn gió mùa đông bắc kéo dài từ tháng 11 đến tháng 3. Một phần ba ở phía nam của đất nước có mùa khô kéo dài 2-3 tháng; còn hai phần ba ở phía bắc có 4 tháng mùa khô. Một thời kỳ chuyển tiếp ngắn, đánh dấu bằng một số khác biệt trong độ ẩm nhưng chỉ thay đổi nhỏ trong nhiệt độ, xuất hiện giữa các mùa. Nhiệt độ khá đồng nhất tại toàn bộ khu vực bồn địa Tonle Sap, dao động trung bình khoảng 25 °C (77,0 °F). Nhiệt độ trung bình cao là 28,0 °C (82,4 °F); nhiệt độ trung bình thấp khoảng 22,98 °C (73,36 °F). Nhiệt độ có thể lên trên 32 °C (89,6 °F), tuy nhiên chỉ xuất hiện và giai đoạn trước khi bắt đầu mùa mưa, song có thể lên tới trên 38 °C (100,4 °F). Nhiệt độ tối thiểu hiếm khi xuống dưới 10 °C (50 °F). Tháng giêng là tháng mát mẻ nhất còn tháng 4 là tháng ấm nhất. Bão nhiệt đới thường đi vào bờ biển Việt Nam song hiếm khi gây thiệt hại cho Campuchia.

Lượng mưa trung bình tại Campuchia thường dao động từ 1.000 và 1.500 milimét (39,4 và 59,1 in). Lượng mưa trung bình từ tháng 4 đến tháng 9 ở bồn địa Tonle Sap và vùng đất thấp Mê Kông là 1.300 đến 1.500 milimét (51,2 đến 59,1 in), song thay đổi đáng kể giữa các năm. Lượng mưa xung quanh bồn địa tăng theo độ cao. Lượng mưa lớn nhất là ở dãy núi dọc theo bờ biển tây nam, với từ 2.500 milimét (98,4 in) đến hơn 5.000 milimét (196,9 in) hàng năm do ảnh hưởng của gió mùa tây nam. Khu vực này có lượng mưa rất lớn tuy nhiên do địa hình nên hầu hết lượng nước chảy ngay ra biển; chỉ có một phần nhỏ đổ vào các con sông chảy trong bồn địa. Độ ẩm vào ban đêm tương đối cao trong suốt năm; thường vượt quá 90%. Vào ban ngày mùa khô, độ ẩm trung bình chỉ khoảng 50% hoặc thấp hơn, nhưng lên mức 60% vào mùa mưa.