Atol leży w strefie wilgotnego klimatu równikowego i znajduje się w strefie niskiego ciśnienia, w tzw. konwergencji międzyzwrotnikowej. Na klimat wpływ mają ciepłe prądy okołorównikowe i wiatry wiejące przeważnie ze wschodu. Temperatury są typowe dla klimatu równikowego, bez wyraźnych różnic w ciągu roku oraz między dniem a nocą. Średnie temperatury wynoszą 26-29 °C. Poziom opadów jest wysoki, osiągając wartość 4000 – 5000 mm rocznie.
Wody powierzchniowe są ograniczone, ze względu na budowę podłoża. Atol Palmyra pokryty jest łatwo przepuszczalnymi glebami piaszczystymi.
Flora i fauna
Szata roślinna jest dobrze zachowana, znaczną część wyspy pokrywają subtropikalne lasy z takimi gatunkami, jak powszechnie rosnąca na wysepkach palma kokosowa, a także Scaevola i pisonie. Liczne są rafy koralowe stwarzające dogodne warunki do rozwoju fauny morskiej. W skład flory wchodzą także pandanusy, paprocie i winorośla
Wśród fauny morskiej występują liczne gatunki skorupiaków (kraby kokosowe i lądowe), płaszczki, rekiny i wiele gatunków ryb. Liczne ptaki morskie i wędrowne, dla których Palmyra jest przystankiem.
Wake mały|300px|Wake Wake jest atolem koralowym, usytuowanym w zachodniej części Oceanu Spokojnego i składa się z trzech niewielkich wysepek. Wake leży na 19°18'N i 166°38'E.
Ukształtowanie poziome i pionowe, geologia