张家界属中亚热带山原型季风湿润气候。其主要特征是：四季分明，春夏凉，秋冬暖，平均气温16.4一16.8°C。无霜期245一268天，年终降雪日15天。历年平均日照为1449，6小时。境内群山起伏，峡谷交错，张家界市城区与风景区差异突出，形成鲜明的旅游气象特征。以张家界国家森林公园为例，该园有森林面积达2744公顷，森林覆盖率达98%。景区气温要比市城区低5°C左右，经测算，每天释放氧气量达8660立方米，空气含菌量比外界低134倍，含尘量低3，6倍。其中张家界国家森林公园的金鞭溪游览线的空气负离子每立方厘米超过10万个，空气含菌量为零：“张家界的空气是一笔不小的财富，在这里每呼吸1小时，在美国至少值5美元。”美国科罗拉多州副州长本希.迪克于1986年4月游览张家界作了说明。
张家界年平均云量总计高78米，低58米。平原区少于丘陵，丘陵少于山区。云量最多是春季，最少是秋季；春夏秋三季对流云多，高达1.5万公尺，最低O.6万公尺；起云多在每日1至7点，14至18点消散。境雾日年均50天左右，秋末冬初为盛，夏季少雾。
张家界民间常用的预测天气方法很多，如兽候称：“狗洗澡，雨要到；狗猫嘴青草，天气转雨阴；猫钻灶门，预报寒冷；牛少食，好动，天兆晴；老鼠活动早，阴雨顷刻到”还有禽候称：“燕子低飞，天要下雨；麻雀欢跳，天气晴好；喜鹊乱叫，阴雨天到；鸭子进栏早，快把雨伞找”。