Le climat de Cozumel est tropical, avec une saison étouffante et pluvieuse de mai à octobre, et une saison plus fraîche, et aussi relativement sèche, de novembre à avril. Cependant, même dans cette saison, des pluies peuvent se produire, en plus du vent et des bancs de nuages, surtout en décembre et en janvier.
L'île est située au large de la côte est du Yucatan. Depuis la ville principale, San Miguel, on peut voir Playa del Carmen.
L'hiver est généralement chaud, mais parfois, de la mi-novembre à la mi-mars, il peut y avoir des jours frais et venteux, lorsque le vent des États-Unis souffle (el norte). La température peut descendre à 10/12 °C la nuit, et peut rester autour de 20/22 °C pendant la journée.
De juin à novembre (mais avec une probabilité plus élevée d'août à octobre), il y a le risque des ouragans.
La température moyenne du mois le plus froid (janvier) est de 24 °C, celle du mois le plus chaud (août) est de 28,9 °C. Voici les températures moyennes.

Cozumel - Températures moyennes (1991-2012)

Mois	Min (°C)	Max (°C)	Moyenne (°C)
Janvier	20,8	27,2	24
Février	21	28	24,5
Mars	22,2	29,1	25,6
Avril	23,4	30,4	26,9
Mai	24,7	31,6	28,1
Juin	25,5	31,7	28,6
Juillet	25,4	32,2	28,8
Août	25,3	32,4	28,9
Septembre	25,1	31,7	28,4
Octobre	24,4	30,4	27,4
Novembre	23	28,8	25,9
Décembre	21,6	27,7	24,7
An	23,5	30,1	26,75

Les précipitations totalisent 1 490 mm par an : elles sont donc assez abondantes. Dans le mois le moins pluvieux (mars) il tombe 30 mm de pluie, dans le plus pluvieux (octobre) il tombe 245 mm. Voici les précipitations moyennes.

Cozumel - Précipitations moyennes

Mois	Quantité (mm)	Jours
Janvier	80	9
Février	60	6
Mars	30	4
Avril	45	4
Mai	110	7
Juin	190	13
Juillet	115	12
Août	140	13
Septembre	240	15
Octobre	245	16
Novembre	125	11
Décembre	105	10
An	1490	120

Il y a en moyenne environ 2 510 heures de soleil par année. Voici la moyenne des heures d'ensoleillement par jour.

Cozumel - Heures d'ensoleillement

Mois	Moyenne quotidienne	Total Mois
Janvier	6,5	200
Février	7	195
Mars	7,5	230
Avril	8,5	255
Mai	7,5	230
Juin	7	205
Juillet	7	220
Août	7	220
Septembre	6	180
Octobre	6	195
Novembre	6	185
Décembre	6	190
An	6,9	2515

La température de la mer varie entre 26 °C et 29 °C. Elle est donc assez chaude pour la baignade toute l'année. Voici les températures moyennes de la mer.

Cozumel - Température de la mer

Mois	Temp. (°C)
Janvier	26,5
Février	26,5
Mars	26,5
Avril	27
Mai	27,5
Juin	28,5
Juillet	28,5
Août	29
Septembre	29
Octobre	29
Novembre	28
Décembre	27
An	27,8

Quand partir

Le meilleur moment pour visiter Cozumel va de la mi-mars à la fin mai, étant une période chaude, ensoleillée et relativement sèche. En mai, les premiers orages peuvent se produire. En hiver, de décembre à la mi-mars, on peut très bien trouver une semaine chaude et ensoleillée, mais d'autres fois il peut y avoir quelques jours avec du vent, des nuages et de la pluie. Jusqu'en mars, lorsque le norte peut arriver, il peut faire frais la nuit, de sorte qu'il est préférable d'apporter un sweat-shirt pour la soirée.