死海位于沙漠中，降雨极少且不规则。利桑半岛年降雨量为65毫米。冬季气候温暖，夏季炎热。湖水年蒸发量平均为1400毫米，因此湖面往往形成浓雾。湖面水位有季节性变化，在30至60厘米之间。湖水上层水温19-37℃，盐度低于300‰，富含硫酸盐与碳酸氢盐。底层水温22℃，盐度332‰，富含硫化物、镁、钾、氯、溴;其底部饱含钠与氯化物。南岸塞杜姆有化工厂及盐场。
据说死海冬无冰冻，夏季又非常炎热，造成湖水每年蒸发约1400毫米，常常是湖面上雾气腾腾。
死海地区的气温太高，致使从约旦河流入死海的几乎所有的水(每天40-65亿升)都干涸了，留下了更多的盐。
海边的石头死海位于沙漠中。降雨极少且不规则。利桑半岛年降雨量约为65毫米(2.5吋)，塞多姆城(靠近历史上的所多玛城)只有50毫米(2吋)左右。由于该湖的海拔很低，有遮蔽物，冬季气候温暖宜人，1月南端塞多姆城平均温度17℃(63℉)，北端14℃(58℉);湖水无冰冻情形。夏季则非常炎热，8月塞多姆城平均温度34℃(93℉)，最高纪录达51℃(124℉)。湖水蒸发--估计每年蒸发量平均约为1,400毫米(55吋)--往往在湖上形成浓雾。河上大气湿度从5月份的45%至10月份的62%不等。湖面和陆地常有微风，白昼湖上的风向四面八方吹去，到了夜间又反过来吹向湖中心。
水源来自约旦河，冬季和春季水量较大，平均每年5.4亿立方米(190亿立方呎)。 4条不大但常年不断的河流从东部由约旦穿过深深的山峡直泻而下:欧宰姆河、札尔卡梅恩河、马吉卜河和哈萨河。来自许多其他河流的河水时而短时间地从邻近高地或阿拉伯谷地流入。含有硫磺的热泉水亦注入河中。由于夏季湖水蒸发，特别是冬季和春季又有河水流入，湖水水平出现季节性变化，从30~60厘米(12~24吋)不等。
