淅川属北亚热带向暖温带过渡的季风性气候区，四季特征为，春季（3月－5月）回暖快，偏东南风多，气温升降剧烈，4月阴雨天气较多，5月常有大风出现。夏季（6月－8月），降雨集中、旱涝不均，初夏多干旱，中、后夏降雨较多。秋季（9月－11月）凉爽，多连阴雨，晚秋降温迅速，降雨骤减。冬季（12月－2月）西北风多，干冷，由于西北方有秦岭、伏牛山的天然屏障和境内西北诸山峰形成的两道防线，在一定程度上阻挡了北方的冷气团南侵，年平均气温15.8°C，高于同纬度的东部地区2°C左右，无霜期约为228天。
淅川境内雨量充沛，年降雨量在391.3—1423.7毫米之间，多年平均降雨量为804.3毫米，区内初汛较早，末汛较迟，汛期6—9月份，降雨量占全年58%，个别年份高达79.8%，地域分布上也不均匀；具有西北多东南少的特点，平均在731.2—809.4毫米之间。 猴山：位于丹江和淇河之间，主峰在荆紫关东北6公里处，海拔943.3米，北坡陡峭，南坡较缓，岩层为石灰岩。猴山体呈西北--东南走向，蜿蜒十余里，中峰有建于唐代的法海禅寺，殿宇耸峙，翠竹环抱，古木参天，历史上颇有名气，至今游人不绝。
香炉山：位于淇河和东簧河之间，主峰位于西簧乡北5公里处，海拔849.9米。
玉皇顶：位于淇河下游以东，鹳河以西，主峰位于西黄、寺湾、毛堂三乡交界处，海拔902米北部与西峡的封子山相连，自西北向东南蔓延到横沟一带，山势骤降成为丘陵；至黄柏观形成一分支，再度隆起，出现凤凰寨、大寨等海拔700米以上的山脉，以及五台岭等较大丘陵。
角子山：位于淅川和内乡交界处，展布于马蹬镇南部地区，主峰海拔约512.5米。
马蹬山：位于黄庄西北，古马蹬镇（已被淹没）东南，周边还有石穴山、岵山、王子山，绵联百余里。宋绍定六年（1233年），孟珙破金将武仙于顺阳，武仙退屯马蹬山，于是顺阳、申州、唐州皆向孟珙投降，武仙的部将刘仪领壮士二百降，并向孟珙报告了武仙的虚实，孟珙当即派兵袭击敌寨，杀掉大量金兵。孟珙估计，武仙在遭到沉重打击之后，将会登上岵山顶观察宋营动静，便命部将樊文彬在岵山设伏。武仙果至，中了埋伏，纷纷溃逃。
朱连山（三尖山，又名三颤山）：位于香花镇南部，主峰海拔499米。
四峰山：分布于滔河乡南部、仓房镇和盛湾镇。主峰四峰并立，最高峰为跑马岭，海拔1086米，是全县最高点。 淅川县已形成小辣椒、花椒、林果、湖桑、中药材、水产等具有地方特色的主导产业。据有关资料显示，香花小辣椒种植面积10万亩，年产干椒5600万公斤，出口美、日、韩、香港等10多个国家和地区；水产已形成万只网箱养鱼和亿粒银鱼养殖基地；以花椒、柑桔为主的林果业总面积达47万亩；龙须草种植面积40万亩。
淅川县共有野生动植物种类1787种。其中，真菌23科58种；野生植物135科978种；野生动物184科751种。国家重点保护植物有青檀、领春木、连香树、水青树、银杏、天麻等10多种。国家重点保护动物有金钱豹、雕、羚羊、麝、野猪、果子狸、豹猫、飞鼠、黄麂、锦鸡、雉鸡、鼬獾、猪獾、狗獾等20多种。 境内有丹江、灌河、淇河、滔河、刁河五大河流，年地表径流量5.6亿立方米，水能蕴藏量6.3万千瓦。亚洲第一大人工淡水湖丹江水库水域面积400平方公里，蓄水量290亿立方米。淅川主要河流有丹江、鹳河、淇河、滔河、刁河。淅川县属长江流域汉江水系，丹江自西北向东南纵贯全境，丹江及其支流域面积占全县面积的93.5%。主要支流有淇河，滔河、老鹳河，分别在寺湾、金营、马蹬汇入丹江干流，控制流域面积均在1000平方公里以上。属于唐白河水系的刁河，在县内流域面积182.5平方公里，占全县总面积的6.5%。其流域涉及厚坡、香花、九重三个乡，处于南阳盆地西部、丹唐分水岭以东，淅川县东南部厚坡，九重两乡的东部边缘与邓县西部平原的分界线上，此外，分布在各河流的主要支流，流域面积在100平方公里以上有8条，100平方公里以下30平方公里以上的有9条。
