Antarktis er et kaldt kontinent, noe som blant annet skyldes kontinentets geografiske beliggenhet og dets høyde over havet. På kontinentet varierer den årlige gjennomsnittstemperaturen fra cirka –60 °C i de høyestliggende områdene til cirka –10 °C i kystområdet. I 1983 ble den laveste temperatur som noen gang er målt på jordkloden, –89,2 °C, registrert på den russiske forskningsstasjonen Vostok i Antarktis.

Nedbøren i Antarktis kommer praktisk talt bare i form av snø, og faller for det meste i kystområdene hvor det kan komme 600–1800 millimeter snø per år. På platået vil det sjelden komme mer enn 250 millimeter snø per år.

Antarktis er et vindfullt kontinent. I den sørlige polarfrontsonen dannes det stadig nye lavtrykk som kontinuerlig fører med seg stormer og vind i kystområdene. Samtidig strømmer den kalde tunge luften som ligger over polplatået ned mot kysten. Når disse fallvindene blir sterke nok, kan de forårsake store snøstormer med vindhastighet som er målt opp til 90 meter per sekund i enkelte områder på kysten.

Siden Antarktis dekker et stort og relativt utilgjengelig område finnes det ikke så mye data om klimautviklingen, og det er vanskelig å si noe generelt om endringer over tid. På Antarktishalvøya har lufttemperaturene økt med 2,5 °C over de siste 50 årene, omtrent fem ganger raskere enn den globale gjennomsnittsverdien.

Det forventes oppvarming over hele Antarktis, selv om manglende data gjør det vanskelig å modellere utviklingen med tilstrekkelig sikkerhet. Endringer som dette vil påvirke både det fysiske og det biologiske miljøet i Antarktis, og på sikt endre kontinentets karakter betydelig.