神農架的氣候以亞熱帶季風氣候為基帶,隨海拔增高,依次迭現暖溫帶、中溫帶、寒潮帶等多種氣候類型,境內極端低溫-21℃ ,極端高溫38.5℃ 。
每年九月底到次年四月為冰霜期,山內氣候不十分穩定,東邊日出西邊雨的現象時有出現,有一首詩是這樣描繪神農架的氣候特征的:“山腳盛夏山嶺春,山麓艷秋山頂冰,赤橙黃綠四時有,春夏秋冬最難分”。