Теплий сезон триває 3,7 місяці, з 7 червня по 28 вересня, із максимальною середньодобовою температурою вище 16 °C. Найспекотніший місяць року в Южно-Сахалінськ – серпень, із середнім температурним максимумом 21 °C і мінімумом 13 °C.

Зима Атмосферні процеси зимового періоду в Южно-Сахалінське відносяться до періоду з листопада до березня. Найхолоднішим місяцем року є січень, коли середня місячна температура повітря дорівнює -135°С.

Над материком, що прогрівся, встановлюється область зниженого тиску, над більш холодним Охотським морем утворюється ядро ​​підвищеного тиску. Переважаючими стають вітри південно-східних напрямків — настає літній мусон, з яким пов'язане вологе прохолодне, з частими дощами та туманами літо.

Середня температура серпня – найтеплішого місяця – від +18 ° C (на півдні) до +10 ° C (на півночі). Найхолодніше місце області, а водночас і найтепліше – Тимівський район (центральна частина Сахаліна). Температура взимку тут іноді знижується до -54 °C.