हिंदी महासागराचा काही भाग उत्तर गोलार्धात, तर सर्वाधिक भाग दक्षिण गोलार्धात आहे. विषुववृत्तापासूनचे अंतर आणि ऋतूनुसार पृष्ठीय जलाच्या तापमानात तफावत आढळते.
जानेवारीमध्ये उत्तर गोलार्धातील बहुतांश महासागरी भागातील तापमान २१° ते २७° से.च्या दरम्यान, तर दक्षिण गोलार्धातील बहुतांश भागात ते २७° ते २९° से.च्या दरम्यान असते. जुलैमध्ये उत्तर गोलार्धाच्या काही भागातील पृष्ठीय जलाचे तापमान ३२° से., तर दक्षिण गोलार्धातील दक्षिण महासागराजवळ ते – १° से. पर्यंत कमी झालेले असते. दोन्ही गोलार्धातील ऋतूंची स्थिती एकमेकांच्या बरोबर उलट असते. उन्हाळ्यात नैर्ऋत्य मोसमी वारे आशिया खंडाकडे, तर हिवाळ्यात ईशान्य मोसमी वारे आशिया खंडातून बाहेर वाहत जातात. त्यांचा परिणाम त्यांच्या प्रभावक्षेत्रावर होत असतो.
वातावरणीय अभिसरण प्रवाहांनुसार हिंदी महासागराची विभागणी सामान्यपणे पुढील चार अक्षवृत्तीय जलवायुमान उपपट्ट्यांत (हवामान विभागांत) केली जाते. (१) मोसमी हवामानाचा पट्टा : या पट्ट्याचा विस्तार १०° द. अक्षवृत्ताच्या उत्तरेस असून या प्रदेशातील सागरी हवामानावर मोसमी वाऱ्यांचा प्रभाव जाणवतो. अर्धवार्षिक पुनरावर्तित वाऱ्याचे प्रवाह हे या हवामानाचे वैशिष्ट्य आहे. उत्तर गोलार्धात मे ते ऑक्टोबर उन्हाळा ऋतू असतो. या काळात आशिया खंडावर कमी वायुभार, तर ऑस्ट्रेलियावर जास्त वायुभार क्षेत्र तयार झाल्यामुळे नैर्ऋत्य मोसमी वाऱ्यांची निर्मिती होते. या वाऱ्यांची गती सामान्यपणे दर ताशी ४५ किमी. असते. या वाऱ्यांच्या काळात दक्षिण आशियामध्ये आर्द्र ऋतू असतो. याउलट उत्तरेकडे हिवाळा असताना (नोव्हेंबर ते एप्रिल) आशिया खंडावर जास्त वायुभार आणि १०° द. अक्षवृत्तापासून उत्तर ऑस्ट्रेलियापर्यंतच्या प्रदेशात कमी वायुभार क्षेत्र निर्माण झालेले असते. त्यामुळे ईशान्य मोसमी वाऱ्यांची निर्मिती होते. परिणामतः दक्षिण इंडोनेशिया व उत्तर ऑस्ट्रेलियामध्ये आर्द्र ऋतू 
असतो. नैर्ऋत्य मोसमी वाऱ्याचे जरी नियमितपणे पुनरावर्तन होत असले, तरी दरवर्षीच्या त्याच्या आगमनाची तारीख आणि तीव्रता यांमध्ये तफावत आढळते किंवा त्याचे निश्चित भाकीत करता येत नाही. मोसमी वाऱ्यांची गतिशीलता एल निनो प्रवाहाच्या असंगत स्थितीशी आणि दक्षिण पॅसिफिक महासागरातील दक्षिणी दोलायमानता या वातावरणीय आकृतिबंधाशी निगडित असते. हिंदी महासागराच्या वायव्येकडील भाग शुष्क हवामानाचा असून तेथील वार्षिक सरासरी पर्जन्यमान २५ सेंमी. पेक्षाही कमी असते. याउलट, विषुववृत्तीय प्रदेश सर्वांत आर्द्र हवामानाचा असून तेथील सरासरी पर्जन्यमान २०० सेंमी.पेक्षा अधिक असते. महासागरावरील हवेचे तापमान उन्हाळ्यात २५° ते २८° से. असते; परंतु आफ्रिकेच्या ईशान्य किनाऱ्यावरील तापमान महासागराच्या खोल भागातील थंड पाण्याच्या ऊर्ध्वगामी प्रवाहांमुळे २३° से.पर्यंत घटलेले आढळते. महासागराच्या उत्तर भागातील हिवाळ्यातील हवेचे तापमान २२° से.पर्यंत कमी झालेले असते. विषुववृत्तावर आणि विषुववृत्ताच्या दक्षिण भागातही हेच तापमान आढळते. मोसमी प्रदेशात उन्हाळ्यातील आणि हिवाळ्यातील मेघाच्छादन अनुक्रमे ६० ते ७० टक्के आणि १० ते ३० टक्के असते. आंतरउष्णकटिबंधीय अभिसरण पट्टा ज्या वेळी विषुववृत्तापासून काही अंशावर असतो, तेव्हा या पट्ट्याच्या भागात उष्णकटिबंधीय आवर्त निर्माण होतात. नैर्ऋत्य मोसमी वाऱ्याच्या आधीच्या आणि नंतरच्या काळात प्रामुख्याने मे-जून आणि ऑक्टोबर-नोव्हेंबरमध्ये बंगालचा उपसागर व अरबी समुद्रावर हे आवर्त निर्माण होतात. बहुतांश आवर्तांमधील वादळे कमी तीव्रतेची असतात, त्या वेळी बराच काळ वातावरण मेघाच्छादित राहून पाऊसही पडतो; परंतु काही वादळे अतिशय तीव्र स्वरूपाची व विनाशकारी असतात. अशाच प्रकारे नोव्हेंबर १९७० मध्ये निर्माण झालेल्या गंगा-ब्रह्मपुत्रा या विनाशी आवर्तात हजारो लोक मृत्युमुखी पडले होते किंवा त्यांचा विध्वंस झाला होता. काही उष्णकटिबंधीय आवर्त मादागास्कर बेट व ऑस्ट्रेलियाच्या वायव्य किनाऱ्याला भिडतात.
(२) व्यापारी वाऱ्यांचा पट्टा : व्यापारी वाऱ्यांचा पट्टा १०° द. ते ३०° द. अक्षवृत्तांच्या दरम्यान मानला जातो. या पट्ट्यात आग्नेय व्यापारी वारे संथ गतीने वर्षभर वाहत असतात; परंतु जून – सप्टेंबर या काळात ते अधिक वेगवान व प्रभावी होतात. डिसेंबर – मार्च दरम्यान मादागास्करच्या पूर्व किनाऱ्याजवळ चक्रवात निर्माण होतात. या पट्ट्याच्या उत्तर भागात मे – ऑक्टोबर यांदरम्यान (दक्षिण गोलार्धात हिवाळा असताना) हवेचे सरासरी तापमान २५° से. असते. इतर वेळी ते यापेक्षा किंचित अधिक असते. साधारण ३०° अक्षवृत्ताच्या दरम्यान हवेचे तापमान हिवाळ्यात १६° ते १७° से., तर उन्हाळ्यात २०° ते २२° से. असते. उबदार महासागरी प्रवाहांमुळे या व्यापारी वाऱ्यांच्या पट्ट्यात पूर्वेकडील भागापेक्षा पश्चिमेकडील भागात हवेचे तापमान २° ते ३° ने वाढते. व्यापारी वाऱ्यांच्या पट्ट्यात उत्तरेकडून दक्षिणेकडे वर्षणाचे प्रमाण कमी होत जाते.
(३) उपोष्ण व समशीतोष्ण कटिबंधीय पट्टा : दक्षिण गोलार्धात ३०° ते ४०° अक्षवृत्तांच्या दरम्यान हा पट्टा आहे. या पट्ट्याच्या उत्तर भागातील नित्य वारे मंद आणि परिवर्तनशील
असतात, तर दक्षिण भागात मध्यम ते प्रबळ असे पश्चिमी वारे वाहतात. दक्षिणेकडील वाढत्या अक्षवृत्तानुसार तापमान कमीकमी होत जाते. दक्षिणी उन्हाळ्यात (डिसेंबर – फेब्रुवारी) हे तापमान २०° ते २२° से.वरून १०° से.पर्यंत घटते, तर हिवाळ्यात (जून-ऑगस्ट) ते १६° ते १७° से. वरून ६° ते ७° से.पर्यंत खाली जाते. येथील पर्जन्यमान मध्यम असून त्याच्या वितरणात समानता आढळते.
(४) उप अंटार्क्टिक व अंटार्क्टिक पट्टा : या पट्ट्याने ४५° द. ते ६०° द. अक्षवृत्तापर्यंतचा म्हणजेच अंटार्क्टिका खंडापर्यंतचा विस्तृत भाग व्यापला आहे. या टप्प्यातून वाहणारे पश्चिमी वारे अंटार्क्टिक निम्न भार क्षेत्राजवळ अतिशय वेगाने वाहतात. हिवाळ्यातील सरासरी तापमान उत्तर भागात ६° ते ७° से., तर अंटार्क्टिका खंडाजवळ ते –१६° से. असते. उन्हाळ्यात हेच तापमान उत्तर भागात १०° से., तर दक्षिण भागात –४° से. असते. या टप्प्यात वारंवार वर्षण होत असून दक्षिणेकडे ते प्रमाण कमी होत जाते. अगदी दक्षिण भागात सामान्यपणे हिमवृष्टी होत असते.
अंटार्क्टिका खंडामध्ये हिवाळा असताना हिंदी महासागराचा अगदी दक्षिण भाग हिममय असतो. जानेवारी व फेब्रुवारीमध्ये अंटार्क्टिकाच्या किनाऱ्यावरील वितळणारे बर्फ तीव्र वादळामुळे फुटून त्यापासून निर्माण झालेले मोठमोठे हिमनग वारा आणि सागरी प्रवाहांमुळे खुल्या महासागरात वाहत जातात. ९०° पू. रेखावृत्ताच्या पश्चिमेस हिमनग वहनाची उत्तरेकडील मर्यादा ६५° द. अक्षवृत्त असून याच रेखावृत्ताच्या पूर्वेस ६०° द. अक्षवृत्तापर्यंत हिमनग वाहत येतात. काही वेळा उत्तरेस ४०° द. अक्षवृत्तापर्यंतही हिमनग आढळतात.
समीक्षक : नामदेव स. गाडे