Payamino presenta una precipitación media anual de 5000 a 6000 mm, siendo en la parte central donde se presenta la mayor concentración de lluvias en las comunidades de Unión Amazónica, San José de Payamino, Pato Rumi, Verde Sumaco, Campo Alegre y Juan Pío Montufar

Temperatura 

La temperatura media anual es de 25 °C, con máximas de 26°C n la parte este de la parroquia

Hidrológicamente cuenta con una gran diversidad de ríos, quebrada siendo de estos ríos el más importante el Río Payamino colector natural de los ríos secundarios y de quebradas sin nombre, el majestuoso Río Payamino posee una longitud de 37,7 Km aproximadamente dentro de los límites administrativos de la parroquia San José de Payamino además siendo este un río utilizado para la comunicación fluvial con diversas comunidades como tenemos Verde Sumaco, Pato Rumi y San José de Payamino.

Las sub cuencas de Payamino están determinadas por la importancia de los principales ríos de la parroquia, sin duda la cuenca del Río Payamino es la más importante, cuenca con una extensa red de tributarios y abarca el 70% del territorio de la parroquia con una extensión de 58761 hectáreas, los tributarios del Río Suyuno que se encuentra en el límite Sur-Este de la parroquia forman la sub cuenca con una extensión de de 13186,28 hectáreas, y por su lado el río Suno que nace en los 39 flancos del volcán Sumaco y va hacia el límite sur de la parroquia con sus tributarios forman la sub cuenca con una extensión de 11566,29 hectáreas.