神农架的气候以亚热带季风气候为基带，随海拔增高，依次迭现暖温带、中温带、寒潮带等多种气候类型，境内极端低温-21℃ ，极端高温38.5℃ 。
每年九月底到次年四月为冰霜期，山内气候不十分稳定，东边日出西边雨的现象时有出现，有一首诗是这样描绘神农架的气候特征的：“山脚盛夏山岭春，山麓艳秋山顶冰，赤橙黄绿四时有，春夏秋冬最难分”。

鄂西神农架林区，山脉起伏绵延，拥有大小山峰400余座，平均海拔多在1700米以上，山高林密，气温随山体海拔的递增而降低，表现为亚热带、暖温带、中温带、寒温带等多种气候类型并存的高山垂直气候特征。

神农架平均海拔高，气温变化较大，极高气温可达到38.5℃，而极低气温可达-21℃，全年平均气温较低，四时出行均须准备必要的防寒衣物。　

每年的4月中旬至10月中旬的神农架林区，苍山滴翠，峰奇林密，飞瀑丰盈，泉流清澈，原始而天然的美景纷呈眼前，加之此时气温稳定，登高而招，四季之美，皆可一网打尽，是避暑、寻幽、探秘的最佳出行时间。

每年的10 月到次年的4月，是神农架林区的冰霜期。虽然变化无定的气候，纷飞的大雪，阻隔了神农架的交通，但原始古朴的山林野趣却得以最大程度上的完整，神农架也显得更加神秘而富于诱惑的魅力，如果你喜欢挑战，选择冬日里出行，神农架定会给你意想不到的惊喜！

每年的六月至十月为神农架旅游的最佳季节。