Die Hauptstadt Dili besitzt einen durchschnittlichen Jahresniederschlag von 840 mm; der Regen fällt zum größten Teil von Dezember bis März. Dagegen erhält die Stadt Manatuto, östlich von Dili gelegen, durchschnittlich nur 565 mm Jahresniederschlag. Die Südküste Osttimors ist mit 1500 bis 2000 mm Jahresniederschlag regenreicher; der meiste Regen fällt an der mittleren Südküste und an den südlichen Bergen. Allerdings schaffen die Berge oft ein besonderes lokales Mikroklima, wodurch zum Beispiel der Ort Lolotoe in der Gemeinde Bobonaro die höchste jährliche Niederschlagsmenge in Osttimor mit 2837 mm aufweist. Auch gibt es im Laufe der Jahre sehr starke Unterschiede bei der Niederschlagsmenge.

Die Temperatur in der Trockenzeit beträgt um die 30 bis 35 °C im Flachland (nachts 20 °C). Teile der Nordküste erreichen am Ende der Trockenzeit Temperaturen bis über 35 °C, allerdings bei geringer Luftfeuchtigkeit und fast keinen Niederschlägen. In den Bergen ist es tagsüber ebenfalls warm bis heiß, nachts kann die Temperatur aber auf unter 15 °C absinken, in höheren Lagen deutlich tiefer. Auf 500 m Höhe liegt der jährliche Temperaturdurchschnitt bei 24 °C, auf 1000 m bei 21 °C, 1500 m bei 18 °C und auf 2000 m bei 14 °C.

Der Wind weht in Dili im Monatsdurchschnitt am schwächsten im Mai mit 7 km/h und am stärksten im August mit 12 km/h.