Климат Японского моря умеренный, муссонный. Северная и западная части моря значительно холоднее южной и восточной. В самые холодные месяцы (январь—февраль) средняя температура воздуха в северной части моря около 20°С, а на юге около +5°С. Летний муссон приносит с собой теплый и влажный воздух.
Средняя температура воздуха самого теплого месяца (августа) в северной части примерно +15°С, в южных районах около +25°С. Осенью увеличивается количество тайфунов, вызываемых ураганными ветрами. Наиболее крупные волны имеют высоту 8—10 м, а при тайфунах максимальные волны достигают высоты 12 м.
Летом температура воды на поверхности повышается от 18—20°С на севере до 25—27°С на юге моря.
Соленость воды Японского моря 33,7—34,3%, что несколько ниже солености вод Мирового океана.
Приливы в Японском море выражены отчетливо, в большей или меньшей степени в различных районах. Наибольшие колебания уровня отмечаются в крайних северных и крайних южных районах. Сезонные колебания уровня моря происходят одновременно по всей поверхности моря, максимальный подъем уровня наблюдается летом.