Le climat de Penetanguishene est froid et tempéré, et il y a beaucoup de précipitations. La température moyenne est de 6,2 degrés Celsius, et les précipitations annuelles moyennes sont de 36,6 pouces. Habituellement, les hivers peuvent être aussi froids que -30 °C et les étés aussi chauds que 30 °C, ce qui en fait une destination touristique estivale très prisée.