Durch die geografische Lage im Mittelmeer besitzt Mykonos ein mediterranes Klima. Für den Erholungsurlaub am Strand eignet sich die Zeit von Mai bis September am besten. Ab Mai klettern die Temperaturen dauerhaft über 20 Grad und erreichen im Hochsommer Höchstwerte um die 30 Grad. Durch die Insellage sind Hitzetage weit jenseits der 30-Grad-Marke eher selten, was den Urlaub auf Mykonos noch angenehmer macht. Auch die Wassertemperaturen steigen ab Mai über 20 Grad mit Höchstwerten zwischen Juli und September von bis zu 25 Grad. Selbst im Oktober ist das Wasser noch angenehm warm.
Die Wintermonate fallen mit durchschnittlich deutlich über 10 Grad sehr mild aus. Von November bis in den März hinein fällt fast der gesamte Jahresniederschlag, was sich in acht bis zwölf möglichen Regentagen pro Monat widerspiegelt. Von Juni bis September hingegen fällt fast kein Tropfen Regen vom Himmel.