Климат этого океана своеобразен. Океан, протянувшись от Северного к Южному полярному кругу, пересекает почти все климатические пояса. Над ним господствуют Исландский минимум, Северо-атлантический и Южнее-атлантический максимумы, между которыми находится экваториальная депрессия. На крайнем юге протянулась субантарктическая полоса низкого давления.
Эти центры действия атмосферы вместе с Гренландским и Антарктическим максимумами предопределяют общую циркуляцию атмосферы над океаном. От обеих тропических областей высокого давления к экваториальной депрессии дуют постоянные ветры — пассаты, в умеренных широтах дуют западные ветры, которые порою приобретают штормовую силу. Дальше к северу от экватора летом и осенью порою зарождаются тропические циклоны, которые нередко переходят в ураганы. Больше всего их над Карибским морем и Мексиканским заливом. В тропических и субтропических широтах вблизи материков распространены муссонные явления, но в целом они не характерны для океана.
Атлантический океан расположен во всех климатических поясах Земли. Основная часть акватории океана — между 40° с.ш. и 42° ю.ш. — находится в субтропических, тропических, субэкваториальных и экваториальном климатических поясах. Здесь круглый год высокие положительные температуры воздуха. Наиболее суровый климат имеют субантарктические и антарктические широты, в меньшей степени — приполярные, северные широты.
Разнообразие климатических условий на поверхности Атлантического океана определяется его большой меридиональной протяжённостью и циркуляции воздушных масс под воздействием четырёх главных атмосферных центров: Гренландского и Антарктического максимумов, Исландского и Антарктического минимумов. Кроме того, в субтропиках постоянно действуют два антициклона: Азорский и Южно-Атлантический. Сильное влияние на климат оказывают сезонные зимние антициклоны: Канадский, Азиатский, Южно-Африканский и Южно-Американский.
Наибольшее влияние на температурный режим Атлантического океана оказывает не только его большая меридиональная протяжённость, но и водообмен с Северным Ледовитым океаном, морями Антарктики и Средиземным морем. Для поверхностных вод характерно их постепенное охлаждение по мере удаления от экватора к высоким широтам, хотя наличие мощных течений обуславливает значительные отклонения от зональных температурных режимов.
На просторах Атлантики представлены все климатические пояса планеты. Для тропических широт характерны незначительные сезонные колебания температуры (средний показатель — 20 °C) и обильные осадки. К северу и югу от тропиков расположены субэкваториальные пояса с более заметными сезонными (от 10 °C зимой до 20 °C летом) и суточными колебаниями температур.