Située en Algarve, Olhão présente un climat typiquement méditerranéen, caractérisé par des saisons chaudes et sèches pendant cinq mois de l’année, avec des températures médianes quotidiennes d’environ 22,5 °C et des hivers doux, avec de faibles précipitations et des températures médianes quotidiennes d’environ 12,4 °C.1
D’une manière générale, la commune présente un climat méditerranéen tempéré et humide, avec des étés chauds et secs et des hivers doux. Les précipitations sont réparties de manière irrégulière tout au long de l’année, tout en se concentrant dans les mois entre l’automne et le printemps.
Tout le littoral de la municipalité appartient au parc naturel de la Ria Formosa, l’une des plus importantes Europe.