凤凰古城属中亚热带季风湿润性气候,西北中山山原有北亚热带的性质。凤凰古城处于湘西低热区,年平均气温为15.9度,大于等于35度日数全年仅10.5天,日照差年平均8.3度。凤凰古城位于云贵高原东侧少雨地区,历年平均降雨量仅1308.1毫米,年降水量为州内最少,也是全省少雨区之一。冬季盛吹偏北风,夏季盛吹偏南风。受大气环流的影响,表现为最明显的季风环流。湘西沱江为凤凰县境最大的河流,为武水一级支流,上有二源:北源为乌巢河,发源于禾库都沙南山峡谷中,滩险流急,天雨水涨,行旅多阻。沱江从西至东横贯凤凰县境中部地区,流经腊尔山、麻冲、落潮井、都里、南华山、沱江镇、官庄、桥溪口、木江坪等9个乡镇。至泸溪县河溪会武水,在武溪镇汇入沅江。干流全长131公里。在凤凰县境长96.9公里,流域面积为732.42平方公里。多年平均流量11.89立方米/秒,自然高差533米。