Над прогревшимся материком устанавливается область пониженного давления, над более холодным Охотским морем образуется ядро повышенного давления. Преобладающими становятся ветры юго-восточных направлений — наступает летний муссон, с которым связано влажное прохладное, с частыми дождями и туманами лето.
Теплый сезон длится 3,7 месяца, с 7 июня по 28 сентября, с максимальной среднесуточной температурой выше 16 °C. Самый жаркий месяц в году в Южно-Сахалинск — август, со средним температурным максимумом 21 °C и минимумом 13 °C.
Средняя температура августа – самого теплого месяца – от +18 °C (на юге) до +10 °C (на севере). Самое холодное место области, а одновременно и самое теплое – Тымовский район (центральная часть Сахалина). Температура зимой здесь иногда опускается до -54 °C.