印度洋在气温方面较突出的特点是，中低纬区比较高，大致 40°S以北的广大海域，是一温热海域，全年平均气温为15—28℃，有的海域甚至高达30℃。这一温热海域不仅是对其以南的海域比较而言，而且也比相同纬区的太平洋和大西洋海域温度为高。一般而论，海水表面温度直接影响邻近气层温度，海洋表水温度高也必然引起邻近气温增高。表13-1对三大洋同一纬区的表水温度作一比较：
由表可见，从 30°N直到40°S的辽阔海域，印度洋的表水温度都比大西洋和太平洋为高。我们知道，印度洋的这一纬区，正是位于亚、非、澳三个大陆之间的主体都分，突出标志印度洋的特点，所以，称印度洋为热带性海洋是有道理的。印度洋的气温，与其下垫面表水温度基本一致，在赤道地带全年气温约为28℃，在印度洋北部，夏季的气温为25—27℃，冬季气温为22—23℃，全年平均气温在25℃左右。但必须指出，在阿拉伯半岛东西两侧的波斯湾和红海一带，夏季气温常达30℃以上，而索马里沿岸一带的气温最热季节一般不到25℃。前者与周围干热陆地烘烤有关，后者乃西南季风吹走表层海水，使深层冷水上泛，降低气温的结果。在印度洋南部，气温随纬度增高而降低，变化规律较强。夏季的气温，在 20°S附近约为 25—27℃，30°S附近，约为20—22℃，40°附近，约为15℃，60°附近，则在0℃左右；冬季气温，在20°S附近为22—23℃，30°附近为 15—17℃，40°附近为12—13℃，60°附近低达-10℃左右。在此还需说明，在20°—40°S，印度洋临近澳大利亚和非洲海域的气温有明显的不一致。大约在同纬度印度洋东边比西边低3—5℃，这与东边的风系和洋流都从高纬流向低纬有关。
印度洋的降水量以赤道带最丰富，年总量为2000—2500mm，而且属全年降雨型。在印度洋北部，全年降水量一般也在2000 mm左右，但主要降在西南季风盛行的夏季，而东北季风盛行的冬季，降雨量一般不及年雨量的1/3。阿拉伯半岛和索马里沿岸海域，全年降水都很少，常在200mm左右，有的年份甚至不到100mm，这与经常从大陆吹来的干风有关。至于南印度洋广大海域，全年降水一般在1000mm左右。