大兴安岭地区中国最北端,冬长夏短,尤其在漠河、洛古河地带,冬季长达7个月以上,而日照时间非常短,夏季只有2个月左右,然而从每年的6-8月份,日照时间长达17小时。漠河地区的年平均气温为零下4℃,冬季温度超过零下40℃,年大于10℃积温低于2200℃。无霜期90-120天。大兴安岭同时为重要的气候分带。夏季海洋季风受阻于山地东坡,东坡降水多,西坡干旱,二者呈明显的对比,但整个山区的气候比较湿润,年降水500公厘以上。山脉北段是中国东部地区最冷之地,冬季严寒(平均气温-28℃),有大面积多年冻土区。该地区覆被著茂密的森林,野生动物丰富,有鹿、麋、貂、山兔及许多毛皮兽。山脉中段与南段温暖干燥得多,1月气温约-21℃,年降水量250~300公厘,雪量也较少。哈拉哈火山群位于阿尔山,是大兴安岭地区重要火山群之一,火山群集中的区域面积达3500平方公里,为亚洲第一,世界第二。其中有50余个火山锥,上百个火山丘,7个高位火山口湖(天池),数十个熔岩堰塞湖,著名的有松叶湖、杜鹃湖、乌苏浪子湖、鹿鸣湖以及多姿多样的熔岩地貌。分布在大黑沟一带的熔岩丘是全国唯一的规模最大的玄武岩地貌。