从气候成因来看，地中海气候区受副热带高气压带和西风带交替。夏季时，太阳直射点北移北半球，副热带高气压带随之北移，该区域，盛行下沉气流，难以形成降水，导致夏季干燥少雨；冬季时，太阳直射点南移，副热带高气压带南退，西风带开始影响该区域，从海洋带来湿润气流，形成持续降水，因此雨季集中在冬季。
具体到时间分布，受南北半球季节差异影响，不同区域的雨季时间有所不同：
- 北半球地中海气候区如地中海沿岸的意大利、希腊，美国加州，冬季对应12月至次年2月，这3个月为雨季，降水占全年的60%-70%；
- 南半球地中海气候区如智利中部、南非开普敦，冬季对应6月至8月，此时受西风带影响，降水集中。
以典型区域为例：地中海沿岸的雅典，冬季12-2月月均降水量可达70-100毫米，而夏季6-8月月均降水常不足10毫米；美国加州旧金山，11月至次年3月为雨季，其中1月降水量可达100毫米以上，夏季则几乎雨；智利圣地亚哥南半球6-8月降水占全年80%，此时正值当地冬季。
地中海气候区的雨季核心特征是冬季多雨，具体时间因半球而异：北半球为12月至次年2月，南半球为6月至8月。这种“冬雨夏干”的模式，塑造了该区域独特的植被景观如橄榄树、葡萄藤和人文生活方式。