神農架屬於北亞熱帶季風氣候區，爲亞熱帶氣候向溫帶氣候過渡區域。夏季溼潤多雨，冬季溫和少雨。全年輻射103.7千卡每平方米，全年日照時數1858.3 小時，日照時數及總輻射量隨着海拔的增高而減少，年均氣溫無霜期因海拔不同相差很大。年降水量在800到2500毫米之間，降水量隨海拔的增高而增加。春夏之交常有冰霜發生，一般從9月底至次年4月底爲冰霜期。區內平均年蒸發量爲500到800毫米，乾旱指數0.50到0.53。全年80%的時間盛行東南風。
