Büyük Menderes Ovası, tarım açısından zengin bir bölge olmasının yanı sıra kendine has iklim koşullarıyla da dikkat çekmektedir. Bu alanda gözlemlenen iklim, yaz aylarında yüksek sıcaklıklar ve düşük nem oranları ile karakterize edilirken, kışın ise ılıman ve yağışlı bir hava hakimdir. Dağların oluşturduğu doğal koruma, bu bölgenin iklimini şekillendiren önemli bir faktördür.

Büyük Menderes Ovası'nın iklimi, kışları ılık ve yağışlı, yazları ise sıcak ve kurak olarak tanımlanır. Bu iklim, incirin ballı tadını, pamuğun beyaz lifini ve zeytinin şifalı yağını oluşturan simyacı olarak kabul edilir. Havza, kuzeyde Aydın Dağları, güneyde ise Menteşe Dağları ile çevrili olduğundan, bu dağlar havzayı kuzeyin sert rüzgarlarından korur ve denizin ılıman nefesini iç kesimlere taşır.