鄂霍次克海属温带季风气候。平均气温：2月北部零下20℃，南部零下7℃；8月东北部12℃，南部18℃。表层水温：冬季在0℃以下，夏季8-12℃。表层盐度25‰-35‰。海域从10月至次年6月结冰，3月结冰范围最大，冰厚1米。4-8月多雾，北部和西北部时有浓雾。冬季多暴风雪。不规则日潮、半日潮，最大潮差12.9米(品仁纳湾)，流速约7.5节。海流呈反时针方向环流,流速0.5-1.5节。年降水量：北部710毫米，南部1040毫米。年平均气温随纬度而异，北方为零下6℃，南方为5.5℃；在同一纬度上，东部又比西部高10℃。月平均气温以1月为最低，北部的舍利霍夫湾和乌达湾为零下24℃，而千岛群岛和堪察加南部为-10℃；8月为最高，北部为11℃，南部为17℃。
鄂霍次克海的大部海面10月至次年6月结冰。北部和西部海域受亚洲大陆影响，属亚寒带大陆性气候，冬季1-2月平均气温零下20℃至零下24℃，7-8月为12-14℃，年降水量400-700毫米，海水结冰期长达7个月（11月至翌年6月），冰厚0.8-1米。南部和东部靠近太平洋，属温带季风气候，1-2月平均气温零下5℃至零下7℃，7-8月为12-18℃，年水量在1000毫米以上。海区因有寒流和暖流交汇，融冰期有浓雾，并有流冰活动，不利航行。海水表层盐度在萨哈林岛附近为25‰-27‰，堪察加附近32-‰33‰，中央部分33‰。
同时，季风气候十分显著，冬季风从陆地吹向海洋，风力较大，持续时间也较长；夏季则多海风。秋季多强暴风，风速达20-30米/秒，波高达8-12米。此外，该海区易受津浪（地震海啸）袭击，瞬间浪高高达20米。波长为数公里，传播速度为400-800千米/时，给沿岸地区、尤其是千岛群岛造成巨大的破坏。
结冰严重，几乎全海区都不同程度地有海冰。北部，11月开始结冰，结冰期可达280天,冰厚为0.8-1米；堪察加和千岛群岛为少冰区，每年结冰期平均不超过3个月。严冬季节，有时西北风把浮冰吹向千岛群岛，使某些海峡堵塞。夏季，仅珊塔尔群岛附近仍留有海冰，其他海区均无冰。
受亚洲大陆极端气候的影响，鄂霍次克东北、北和西部海域冬季严寒，从10月至翌年4月，这些海域气温非常低，海水一直封冻。南部和东南部海域靠近太平洋，属比较温和的海洋性气候。北部海域2月平均气温为零下20℃，8月为12℃。南部海域2月平均气温为零下7℃，8月为18℃。10月底海水开始封冻，到3月冰冻最严重。
