神农架位于中国地势第二阶梯的东部边缘，由大巴山脉东延的余脉组成中高山地貌，区内山体高大，由西南向东北逐渐降低。

神农架，位于中纬度北亚热带季风区，气温偏凉而且多雨，年平均气温为12℃，年降水量900~1000毫米。

神农架有中国中部地区最大的原始森林，是中国大蝾螈、川金丝猴、云豹、金钱豹、亚洲黑熊等许多珍稀动物的栖息地。