Trotz der Größe des Landes kennt Libyens Klima nur zwei wesentliche Ausprägungen: eine subtropisch warme Klimazone entlang der Küste und eine heiße, trockene Wüstenklimazone im Landesinneren (der bei Weitem überwiegende Teil). Am schmalen Küstenstreifen am Mittelmeer herrschen milde Winter vor, in denen etwas Regen fällt. Durchschnittlich hält man hier bei 250 bis 400mm Niederschlag im Jahr, was in etwa 30-50 Regentagen entspricht, die sich fast ausschließlich von November bis Februar einstellen. Die Temperaturen betragen in dieser Zeit 8-12°C in der Nacht und ca. 16-20°C am Tag. Das Frühjahr ist warm mit Werten zwischen 12 und 16°C bzw. 20-28°C, der Niederschlag geht Richtung null. Nun ist auch die Zeit heißer Sandstürme (genannt Ghibli) aus dem Süden, die selbst im April Spitzentemperaturen von bis zu 43°C mit sich bringen können. Die Sommer sind lang, sehr trocken und heiß bei durchschnittlichen Tageswerten von 30-33°C. In den Nächten sinken die Temperaturen gewöhnlich auf etwa 20-22°C ab. Der Herbst zeigt sich warm und gegen Ende hin wieder etwas feuchter mit Tages- und Nachtwerten von 13-16 bzw. 22-27°C. Zu dieser Zeit können abermals Ghibli auftreten, die dann wiederum Hitzewellen von 40°C verursachen. Die Luftfeuchtigkeit ist mit 60-75% ganzjährig hoch. Das soeben beschriebene Klima trifft auf Städte wie Tripoli (die Hauptstadt), Misratah, Surt und Benghazi zu. Die Steppen- und Wüstengebiete die bereits knapp nach der Küste beginnen, sind geprägt von milden Wintern und sehr heißen Sommern. Niederschlag gibt es das ganze Jahr über so gut wie keinen (0-5 Niederschlagstage bzw. 1-35mm). Im Winter bewegen sich die Temperaturen bei warmen 18-24°C am Tag, während sie in der Nacht auf kühle Werte von 3-8°C fallen. In manchen Gegenden ist leichter Frost durchaus möglich. Die Luftfeuchte ist bei 35-55% mittel. Frühjahr und Herbst sind tagsüber sehr warm (24-35°C, wobei es aber auch heißer werden kann), in den Nächten weiterhin kühl (10-18°C). Des Öfteren gibt es Sandstürme (Ghibli), die manchmal auch die Küste erreichen. Die Luftfeuchte nimmt im Frühjahr ab, im Herbst wieder zu. Die Sommer sind sehr heiß mit trockener Luft (20-30% Luftfeuchte). Die Tagesdurchschnittstemperaturen betragen 38-42°C, in den Nächten hat es zwischen 20 und 26°C. In den libyschen Wüstengebieten wurden außerdem mit bis zu 58°C die weltweit höchsten Temperaturen gemessen. In der Stadt Ghadamis an der tunesischen Grenze betragen die Höchstwerte ganzer fünf Monate (Mai bis September) 50°C und darüber. Das Wüstenklima trifft auf Städte wie Ghat, Ghadames, Kufra und Sabha zu, die trotz ihrer verstreuten Lage sehr ähnliche klimatische Verhältnisse aufweisen.