由于北大西洋暖流很难进入波罗的海，海水无法得到调节，从而导致冬季气温较低，而且南北差异较大，夏季气温不高，且南北差异很小。水温自北向南逐渐升高。从南向北的1月平均气温为－1.1℃～10.3℃，7月为17.5℃～15.6℃。 波罗的海的海水浅而淡，经常发生结冰现象。北部和东部海域每年都会出现一段不利于航行的冰封期，从每年11月初起，北部开始出现冰冻，冰覆盖的区域每年都有所相同。在一般年份中，只有个别海湾会出现海冰。到了寒冷的冬季，整个海区都会被冰所覆盖。海冰平均厚度为65厘米。波罗的海南部通常不结冰，但瑞典和丹麦之间的海峡偶尔也会冰封。波的尼亚湾的北部还容易形成大冰包，高度可达15米。