Devido a sua proximidade da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), o clima de São Luiz é tropical e semi-úmido.
A cidade possui elevado índice pluviométrico anual, com expressivas variações nos totais mensais. A estação seca vai de Agosto a Dezembro e a chuvosa de Janeiro e Junho. O pico de precipitação ocorre no mês de Abril, com valores da ordem de 475mm. Entre os meses de Julho e Dezembro, o nível de precipitação é mais baixo e estável, com valores entre 0mm e 50mm. O período chuvoso é influenciado pela Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) e o período seco por atividades convectivas, sistemas de brisas e linhas de estabilidade. A média climatológica da precipitação total anual é 2163mm.
A umidade relativa do ar atinge os maiores valores no mês de Abril, em torno de 90%. De Julho a Dezembro, período seco, a umidade relativa do ar apresenta seu mínimo, com média de 78% no mês de Novembro.
A temperatura média anual é de 26°C, com a menor média mensal próxima de 22ºC no mês de Julho. Após esse mês, a temperatura sobe novamente e atinge o maior valor médio, próximo de 31ºC, no mês de Novembro.
Tipos de solo encontrados: Latossolo Amarelos, Solos Aluviais, Solos de Mangue, Podzólico Vermelho Amarelo Eutrófico.
Médias mensais:
| Jan | Fev | Mar | Abr | Mai | Jun | Jul | Ago | Set | Out | Nov | Dez | |
| Temperatura Máxima (°C) | 30,0 | 29,4 | 29,4 | 29,6 | 30,1 | 30,4 | 30,2 | 30,7 | 31,0 | 31,2 | 31,4 | 31,1 |
| Temperatura Mínima (°C) | 23,5 | 23,1 | 23,0 | 23,1 | 23,1 | 22,9 | 22,6 | 23,0 | 23,5 | 23,7 | 24,0 | 24,0 |
| Temperatura Média (°C) | 26,1 | 25,7 | 25,6 | 25,8 | 25,9 | 25,9 | 25,6 | 25,9 | 26,3 | 26,6 | 26,9 | 26,7 |
| Precipitação Média (mm) | 250 | 380 | 430 | 470 | 310 | 180 | 120 | 25 | 20 | 0 | 10 | 85 |
| Umidade Relativa (%) | 85 | 88 | 89 | 90 | 89 | 86 | 86 | 84 | 81 | 81 | 79 | 81 |