Les îles Orcades du Sud ont un climat polaire, avec des températures moyennes autour de -8/-9 °C en hiver, de juin à août, et de 0,5/1,5 °C en été, de décembre à mars.
Les îles sont situées dans l'océan Atlantique du sud, au nord-est de la péninsule Antarctique et au sud-est de la Terre de Feu, à une latitude de 60 degrés sud (la même, à l'autre bout du monde, qu'Oslo, la capitale de la Norvège).



L'archipel est composé de quatre îles principales : Coronation (la plus grande), Laurie (la plus orientale, où se trouve la base argentine Orcadas), Powell, et Signy (où se trouve une station de recherche britannique). À l’intérieur des îles se trouvent des hauteurs. Le plus haut sommet est le Mont Nivea, culminant à 1 266 mètres, situé sur l'île Coronation.
Le climat des Orcades du Sud est influencé par les vents d'ouest, qui soufflent régulièrement autour de l'Antarctique (dans cette zone, depuis le nord-ouest), souvent avec une intensité de tempête, et apportent un temps relativement doux mais aussi nuageux et venteux, avec des chutes de neige, et parfois de pluie, fréquentes. D'autre part, les vents de l'Antarctique peuvent également arriver, apportant un temps froid et sec, avec une meilleure visibilité. L'alternance de ces deux situations météorologiques fait qu'il existe une variabilité considérable du climat de ces îles, notamment en hiver, lorsque le vent peut faire dériver les glaces de la mer de Weddell, provoquant une baisse de la température de quelques dizaines de degrés.

Les températures sont inférieures à ce qu'on pourrait s'attendre vu la latitude, en raison du courant marin de Weddell, qui transporte les eaux froides de l'Antarctique, et comme nous l'avons dit peut amener des icebergs, surtout d'avril à novembre.
Lors des vagues de froid, la température peut descendre jusqu'à -32/-33 °C de juin à septembre, même si au siècle dernier elle est parfois tombée à des valeurs inférieures. En 1972, à la base Orcadas, la température a atteint -39 °C à fin juin et, selon certaines sources, elle aurait même atteint -44 °C en août. La première valeur est généralement acceptée, tandis que la seconde est douteuse, même si elle ne peut être exclue, étant donné qu'au cours de cet hiver-là, il y a eu une dérive anormale de glace de la mer de Weddell vers le nord.
D'autre part, lorsque prédominent des courants doux, les températures peuvent dépasser zéro même en hiver, tandis qu'en été elles peuvent atteindre 10 °C, et parfois 12/13 °C. Avec des courants doux venant du nord, les zones les plus chaudes sont la côte sud de l'île Coronation, qui reçoit les vents descendants des montagnes, comme le föhn, et la plus petite île de Signy, qui se trouve juste au sud de celle-ci. En janvier 1982, la température à la station de Signy a atteint 19,8 °C, soit le record de toutes les régions autour de l'Antarctique au sud du 60e parallèle.
Voici les températures moyennes enregistrées dans la base Orcadas susmentionnée, située sur l'île Laurie, fondée en 1903 par une expédition écossaise puis transférée au gouvernement argentin.

Les précipitations sont fréquentes, bien que peu abondantes, puisqu'elles s'élèvent à 660 millimètres par an. Elles se produisent généralement sous forme de neige ou grésil, mais il peut parfois aussi pleuvoir. En moyenne, il y a 222 jours de neige par an, avec un minimum de 13 jours en février et un maximum de 21,5 en octobre.
Il existe également un nombre élevé de jours de brouillard ou de brume.
Voici la pluviométrie moyenne.

Il y a très peu de soleil dans les Orcades du Sud. Les journées nuageuses ou couvertes sont normales toute l’année. Les jours avec un ciel dégagé sont très rares. Avec un peu plus de 400 heures de soleil par an, les îles Orcades du Sud sont l'endroit le moins ensoleillé au monde.
Voici le nombre moyen des heures de soleil par jour.

Le vent souffle fréquemment. La moyenne est de 25 km/h à la station de Signy et de 22 à la base d'Orcadas. Dans ces derniers, la moyenne sur l'année varie de 20 km/h en décembre et janvier, à environ 25 km/h aux autres mois. Les journées avec des vents forts sont également fréquentes.