Cây tỏi đã thích nghi với điều kiện thời tiết, khí hậu đặc thù của hòn đảo Lý Sơn, với đặc điểm chung là khí hậu nhiệt đới gió mùa ở vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Ngãi. Chế độ vi khí hậu của đảo Lý Sơn có đặc thù khô hạn về mùa nắng, chịu nhiều giông bão, gió lớn về mùa mưa.

Lượng mưa trung bình năm thấp, tổng bức xạ lớn, số ngày mưa ít, số ngày nắng nhiều, độ ẩm không khí cao. Mùa khô kéo dài từ tháng 3 đến tháng 8, mùa mưa mưa từ tháng 9 đến tháng 2 năm sau và tập trung đến trên 80% lượng mưa của cả năm. Trung bình các tháng trong năm: 

  • Nhiệt độ không khí dao động từ 21,8 độ C - 30,5 độ C
  • Độ ẩm tương đối từ 76,0-94,0%
  • Lượng mưa các tháng trong năm biến động mạnh từ 0,1 đến 1244,2 mm
  • Số giờ nắng các tháng dao động từ 38 - 334,5 giờ

Nhiệt độ không khí rất hiếm khi xuống dưới 18 độ C, khí hậu biển với ngưỡng nhiệt độ phù hợp với sự sinh trưởng của cây tỏi (nhiệt độ thích hợp để cây sinh trưởng và phát triển từ 18 độ C đến 22 độ C). Tỏi thuộc loại cây ưa ánh sáng, phù hợp với chế độ chiếu sáng ngày dài, rất phù hợp với khu vực địa lý vĩ độ thấp gần xích đạo của Lý Sơn.

Các hòn đảo ở Lý Sơn đều là các đảo bé, hẹp với bề ngang, lại nằm ở vùng khí hậu khô hạn có lượng mưa ít,cường độ nắng nhiều và gió lớn nên lượng nước bốc hơi rất nhanh. Do đó, vấn đề canh tác, trồng tỏi cũng được chú trọng phát triển theo hướng sử dụng nước tiết kiệm và tưới hợp lý. Mùa vụ được bố trí vào thời kỳ mùa mưa (từ tháng 11 đến tháng 3 dương lịch năm sau) để tối ưu hóa sử dụng nước tưới, thích ứng với điều kiện khí hậu khô hạn của Lý Sơn. Do khan hiếm nước tưới nên hình dạng củ tỏi Lý Sơn có đặc thù khá bé, thường ít có củ phát triển đẫy, phình lớn ở giữa tép, ít khoảng trống giữa các tép trong củ tỏi. Các tép tỏi trong củ tỏi được sắp xếp khá sát nhau, ken khá chặt và ít khoảng trống giữa các tép trong củ, do đó có thể bảo quản được lâu. Rất hiếm gặp củ tỏi Lý Sơn phát triển tép tỏi tròn đẫy như củ tỏi trồng ở vùng đất phù sa đồng bằng sông Hồng, tỉnh Hải Dương.