Khí hậu Quảng Nam Châu nằm trong khu vực thuộc tiểu khí hậu núi cao phía bắc, và cơ bản có nhiều nét tương đồng với khí hậu trong toàn huyện. Với việc bị ảnh hưởng của vị trí địa lý và cấu trúc địa hình nên đặc trưng của khí hậu huyện Hải Hà là nhiệt đới duyên hải, với hai mùa rõ rệt trong năm: Mùa hè nóng ẩm, mưa nhiều từ tháng 4 đến tháng 10; mùa đông khô lạnh, có gió đông bắc kéo dài từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau.
- Nhiệt độ trung bình năm từ 22,4 đến 23,30C, nhiệt độ trung bình cao nhất từ 30 đến 340C, nhiệt độ trung bình thấp nhất vào mùa đông xuống đến 5 - 150C. Biên độ nhiệt độ ngày đêm tương đối lớn từ 10 - 120
C.
- Lượng mưa năm khá cao nhưng không đều, mưa trung bình 3.120 mm/năm; năm có lượng mưa lớn nhất đạt từ 3.800 – 4.000mm, thấp nhất là từ 2.000-2100mm.
- Về chế độ gió, trên toàn huyện có 2 hướng gió chính là gió Đông – Bắc, bắt đầu từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau và gió Đông – Nam, bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 9. Nhìn chung, chế độ gió trong khu vực ảnh hưởng không nhiều đến hoạt động canh tác, sản xuất trong các xã trên địa bàn huyện, duy chỉ có gió mùa Đông – Bắc xuất hiện thường lạnh, giá rét, ảnh hưởng đến việc chăn thả gia súc và sức khỏe con người.
Ngoài ra, do là khu vực thuộc huyện ven biển nên chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão đổ bộ từ biển vào. Bão thường xuất hiện vào khoảng từ tháng 6 đến tháng 10, bão thường kèm theo mưa nhiều gây nguy cơ lũ. Tuy nhiên nhờ có diện tích rừng tự nhiên lớn, che phủ phần lớn khu vực phía bắc của 2 xã
Quảng Sơn và Quảng Đức, do đó hạn chế tối đa nguy cơ sảy ra lũ lụt và sạt lở đất trong khu vực (Viện Điều tra Quy hoạch rừng Tây Bắc Bộ, 2017).