Pemba heeft een tropisch klimaat, waarbij de hitte getemperd wordt door een bijna voortdurende zeebries. De jaarlijkse maximumtemperatuur is 34°C; de jaarlijkse minimumtemperatuur is 17°C. Op Pemba is het over het algemeen iets koeler en er valt wat meer regen dan op Zanzibar Island.
De meeste regen valt tussen december en mei; in totaal valt er jaarlijks gemiddeld 1800 mm. In het westen vallen het hele jaar door korte felle buien.