神农架属于北亚热带季风气候区，为亚热带气候向温带气候过渡区域。

夏季湿润多雨，冬季温和少雨。

全年辐射103.7千卡/平方米，全年日照时数1858.3 小时，日照时数及总辐射量随着海拔的增高而减少，年均气温无霜期因海拔不同相差很大。

年降水量在800—2500毫米之间，降水量随海拔的增高而增加。

春夏之交常有冰霜发生，一般从9月底至次年4月底为冰霜期。

区内平均年蒸发量为500—800毫米，干旱指数0.50—0.53。

全年80%的时间盛行东南风。

恩施市属中纬度亚热带湿润气候，冬无严寒，夏无酷暑。

境内山河交错，高低悬殊，导致光、热、水的再分配，构成了错综复杂的气候和丰富多彩的气候资源，呈现出垂直气候的分带性和局地气候的特殊性。

主要特征是温度随地势的增高逐渐降低，湿度逐渐增大，气候与地势具有立体相关性。

神农架林区从印支运动末至燕山运动初，发生了强烈的褶皱和大面积的掀斜，奠定了区内的地貌骨架。

第四纪气候的冷暖变化，在部分地段残留了冰川地貌，致使区内地貌复杂多样。

神农架山脉近东西向横垣于神农架林区西南部，以神农顶最高，高程为3105.4米，也是华中地区最高点；林区最低点为下谷坪乡的石柱河，高程为398米，相对高差2707.4米。

根据区内地貌形态特征和成因类型，可分为构造溶蚀地貌、溶蚀侵蚀地貌、剥蚀侵蚀地貌、堆积地貌等四种类型的地貌单元。