El clima del parque varía de tropical Af (en la escala de Koppen) en las partes más bajas en las cachoeiras de Macacu al mesotérmico suave Cfb en las áreas que se encuentran sobre los 1200 msnm, con veranos suaves (media simple del mes de febrero entre 15°C y 18°C) e inviernos fríos (media simple del mes de julio por debajo de los 10°C).