Kommunen har en lang kyst ud mod hhv. Storebælt og Det Sydfynske Øhav, og havet har derfor en stor indflydelse på klimaet. Det betyder, at temperaturvariationerne er forholdsvis små med milde vintre og kølige somre til følge. Fra august til april holder havet temperaturen oppe og placerer kommunen blandt landets 20 varmeste. Samtidig betyder nærheden til det europæiske kontinent, at varm luft om sommeren blæser op til kommunen, når vinden er i syd.
De vådeste dele af kommunen ligger i vest omkring De Fynske Alper og i det kuperede område Løvehave nordvest for Svendborg. På sin vej hen over landet tørrer vestenvinden dog ud, og området ud mod Storebælt længst mod øst får derfor mindst nedbør. Det gør samtidig Storebæltskysten til den solrigeste del af kommunen. Samlet set ligger årsnedbøren i hele kommunen under landsgennemsnittet, og da mindre nedbør betyder færre skyer, er antallet af solskinstimer højere end i landet som helhed.
