Территория парка входит в горно-вулканическую и восточную приморскую подобласти Дальневосточной муссонной области.
Средняя температура двух самых холодных месяцев (январь, февраль) не опускается ниже -9°С. Дней со средней температурой ниже -20°C почти не бывает. Абсолютный минимум -40°C. Средняя температура самого теплого месяца августа не выше +12-13°C. Суммы температур за период активной вегетации составляет 700-1000°. Возможны дни со среднесуточной температурой выше +25°C Абсолютный максимум на побережье равен +32°C. Безморозный период длится около четырех месяцев, а в удаленных от побережья долинах не более трех.
Осадки обильны в виде дождя и мокрого снега. Месячные суммы осадков достигают 150-200 мм, а в отдельные годы превышают 500 мм. При сильных снегопадах за сутки выпадает более 50 мм, а в отдельных случаях - более 150 мм.
На восточных склонах юга горно-вулканической подобласти выпадает наибольшее для Камчатки количество осадков - около 2500 мм.
Столь обильные осадки зимой (сумма их достигает 700 - 800 мм) обуславливают высокий снежный покров. На защищенных участках высота его достигает 1,5 - 2 м, а а низинах и защищенных долинах - 3м
и более. В кратере вулкана Мутновского сформировались два ледника
В районе часты сильные и продолжительные метели. Повторяемость их составляет 40 -60 дней за зиму. Средняя скорость ветра - наибольшая на Камчатке - около 12 м/сек. Летом среднемесячные скорости ветра около 7 м/сек. Ураганные ветры достигают 40 м/сек.
Погода неустойчивая.
Ближе к берегу океана количество осадков возрастает, а перепады температур менее резки.
Опасные климатические явления: метели, обильные снегопады, снежные лавины (в бухте Вилючинская лавиной были разрушены постройки рыбкомбината), сели, резкие похолодания в теплый период времени и особенно в сентябре, паводки в период дождей.
