Το κλίμα της Καρπάθου είναι καθαρά μεσογειακό.  

Ως κύριο χαρακτηριστικό έχει, κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, τους ενισχυμένους ανέμους (μελτέμια) και τις μεγάλες υγρασίες λόγω της θαλάσσιας επίδρασης, ενώ το σύνολο των βροχοπτώσεων εντοπίζεται κατά τη  χειμερινή περίοδο και οι θερμοκρασίες είναι φυσιολογικές για την εποχή. 

Σύμφωνα με τα δεδομένα του Μετεωρολογικού Σταθμού του αεροδρομίου της Καρπάθου, η μέση ετήσια θερμοκρασία ανέρχεται στους 19°C, ενώ οι μέσες μηνιαίες τιμές κυμαίνονται μεταξύ 12,8°C (Φεβρουάριος) και 25,8°C (Αύγουστος).

Η μέση ελάχιστη θερμοκρασία αέρα 9,7°C καταγράφεται το Φεβρουάριο, ενώ η μέση μέγιστη καταγράφεται τον Αύγουστο και ανέρχεται σε 28,9°C.

Το μέσο ετήσιο ύψος των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων είναι 352,2 χλσμ., οι μήνες που εμφανίζουν τους ισχυρότερους ανέμους είναι ο Ιούλιος και ο Αύγουστος, με επικρατέστερη διεύθυνση την Βορειοδυτική.

Η μέση ετήσια σχετική υγρασία ανέρχεται σε 70,9%. 

Με στοιχεία το διάστημα από το 2015 έως το 2018, οι μέσες μηνιαίες θερμοκρασίες την ημέρα και τη νύχτα, κυμάνθηκαν ως εξής: