באקלים ים תיכוני יש בעיקר שתי עונות: קיץ ארוך, חם ויבש, שבו כמעט אף פעם לא יורד גשם, וחורף קצר יותר שבו יורדים הגשמים. בישראל עונת הגשמים נמשכת בערך מאוקטובר ועד אפריל. הגשם הראשון של העונה נקרא ״יורה״, והאחרון, באביב, נקרא ״מלקוש״ — שמות שמופיעים כבר בתנ״ך. בין שתי העונות יש עונות מעבר, סתיו ואביב, שבהן מגיעים לפעמים ימי שרב חמים ויבשים.
הצמחים באקלים הזה מותאמים לקיץ ארוך בלי גשם: עצי זית, אלונים, חרובים ושיחי תבלין כמו הזעתר. רבים מהם ירוקים כל השנה, עם עלים קשים שמאבדים מעט מים. אקלים ים תיכוני אינו רק סביב הים התיכון: הוא קיים גם באזורים מעטים נוספים בעולם, כמו בקליפורניה, במרכז צ׳ילה, בקצה הדרומי של אפריקה ובדרום־מערב אוסטרליה.
טעות נפוצה היא לחשוב שכל ישראל נמצאת באקלים ים תיכוני. ככל שמדרימים ומתרחקים מהים יורד פחות גשם, ולכן הנגב, מדבר יהודה ובקעת הירדן מדבריים. עוד טעות: לחשוב שאקלים ים תיכוני זהה לאקלים ממוזג ״רגיל״ — באקלים ממוזג יש גשם גם בקיץ, ובים תיכוני הקיץ יבש כמעט לגמרי.