מזג האוויר בפטאיה במהלך כל השנה הוא חם. הטמפרטורה הממוצעת בפטאיה היא 29 מעלות צלזיוס, את פטאיה פוקדים מדי שנה מונסונים בשל מיקומה בחלקו העליון של מפרץ תאילנד.
מזג האוויר בתאילנד מתחלק ל-3 עונות:
העונה היבשה –
בחודשים נובמבר, דצמבר, ינואר ופברואר מזג האוויר בפטאיה מושלם. מעט מאוד גשם וטמפרטורות חמות אך לא חמות מדי. בעונה היבשה ממוצע הטמפרטורה ביום הוא 31 מעלות צלזיוס ובלילה 21 מעלות.
בעונה זו מגיעים הכי הרבה תיירים לפטאיה והיא נחשבת לעונה העמוסה והמומלצת ביותר בשנה.העונה החמה –
בחודשים מרץ, אפריל ומאי מזג האוויר בפטאיה הוא החם ביותר בשנה ומלווה בעומסי חום ולחות גבוהה. בעונה החמה ממוצע הטמפרטורות ביום הוא 33 מעלות צלזיוס ובלילה ממוצע הטמפרטורות הוא 26 מעלות צלזיוס.
לעתים יש מעט גשם שמנקה את האוויר וזה מתרחש בעיקר לקראת סוף חודש אפריל.העונה הגשומה –
בחודשים יוני, יולי, אוגוסט, ספטמבר ואוקטובר מזג האוויר בפטאיה נוח וחמים. חשוב להדגיש כי מדובר בעונה הגשומה ביותר המלווה בגשמים עזים אך בדרך כלל הגשמים נמשכים לפרק זמן קצר, ולעתים רחוקות בעונה זו יורד גשם לאורך כל היום או הלילה.
בעונה הגשומה ממוצע הטמפרטורות ביום הוא 30 מעלות ואילו בלילה הממוצע הוא 26 מעלות.
מדובר בעונה הכי מתוירת בשנה וזאת בעקבות הגשמים העזים שפוקדים את פטאיה במהלך החודשים האלו.