La mer de Weddell a un impact important sur le climat local. Elle est généralement balayée par des vents de surface puissants, qui s'engouffrent dans les montagnes et les latitudes plus basses. Ces vents ont également un impact sur l'océan Atlantique Sud car ils ont tendance à pousser la glace dans cette zone. Les eaux de fond antarctiques de la mer de Weddell varient généralement entre -0,8 et 0 degré Celsius (31,8 et 32 degrés Fahrenheit), mais les températures de surface sont généralement inférieures au point de congélation.

L'ouest de la mer de Weddell (la péninsule antarctique) connaît un réchauffement et une diminution de la glace de mer, tandis que dans l'est de la mer de Weddell, la glace de mer a augmenté au cours des dernières décennies, contribuant de manière significative à l'augmentation globale de l'étendue de la glace de mer dans l'océan Austral.