吉陽區屬于熱帶海洋性季風氣候。1-6月為東北季風期，6-12月為西南季風期，年平均氣溫25.4℃，最冷的1月份平均氣溫21.4℃，最熱的六月份平均氣溫28.7℃，沒有嚴重低溫。 降雨季節分布均勻，干濕季節明顯。對農作物生長極為有利年平均降雨是1100-1695mm。4-10月為雨季，降雨量占全年雨量90%，11月至次年3月為干季。熱帶風暴或臺風平均每年1-2次。 年日照2539小時，年平均蒸發量2344mm，屬于半濕潤半干旱地區，具有冬無嚴寒、夏無酷暑，長夏無冬，秋春相連，陽光充足，蒸發量大，干濕各半、雨驟旱酷，臺風頻繁，雨急風狂的特點。 地形：吉陽區位于三亞市的中心位置，其地形呈北高南低之勢，北部山高嶺峻，峰巒連綿，南部平原海岸東西分布，大部分地區海拔幾十米至300米之間，最高海拔611.5米。 地貌：東部、西部與北部為中低山環繞，中部為東北向沖積平原，地勢較為平坦，南部以低丘為主，有山間小盆地。 珊瑚礁海岸：主要分布在鹿回頭角至榆林角，亞龍灣及灣內5個海島沿岸。紅樹林海岸：主要分布于泥質灘涂海灣和受潮汐影響的河口海岸。 地下水：巖組厚度小于30-90m，有2-5個含水層，單層厚度一般小于12m，巖組含水層厚度小于40m，單層單位水量一般1-2L/s﹒m，水位埋藏深，富水性差。 地表水：區域范圍內有大茅水和三亞河的東河兩條主要河流，大茅水發源于吉陽區北部與保亭縣交界的甘什嶺，流經鎮區在榆林港流入南海，上游建有三農水庫，正常庫容220立方米，中游建有頌和水庫，正常庫容480立方米。三亞東河流經荔枝溝，上游建有半嶺水庫，是三亞市主要水源之一，設計年供水能力834萬立方米。