群落，由于受第四纪冰川期影响甚微，成为古老、孑遗植物的“避难所”含有比其他温带森林生态系统更丰富、具有全球意义的生物多样性。同时在涵养水源、保持水土及维护生态平衡方面发挥着巨大的作用。
　　远古时期，神农架地区还是一片汪洋大海，是燕山和喜马拉雅造山运动将其抬升为多级陆地，成为大巴山东延的余脉。山脉呈东西方向延伸，山体由南向北逐渐降低。山峰多在海拔1500米以上,其中海拔2500米以上的山峰有20多座。最高峰神农顶海拔3105.4米，为“华中第一峰”。西南部石柱河海拔398米，是神农架的最低点，最高点与最低点的相对高差为2707.4米。
　　神农架是长江和汉水的分水岭，境内有香溪河、沿渡河、南河和堵河4个水系。由于该地区位于中纬度北亚热带季风区，气温偏凉而且多雨，海拔每上升100米，季节相差3—4天。“山脚盛夏山顶春，山麓艳秋山顶冰，赤橙黄绿看不够，春夏秋冬最难分”是神农架气候的真实写照。由于一年四季受到湿热的东南季风和干冷的大陆高压的交替影响，以及高山森林对热量、降水的调节，形成夏无酷热、冬无严寒的宜人气候。当南方城市夏季普遍是高温时，神农架却是一片清凉世界。

植物资源

　　神农架现存有1000余种树种，其中包括距今1-8千万年以前第三世纪的珍贵孑遗树种。拥有各类植物3700多种（菌类730多种，地衣190多种，蕨类290多种，裸子植物30多种，被子植物2430多种，加上苔藓类可达4000种以上），其中有40种受到国家重点保护；有各类动物1050多种（兽类70多种，鸟类300多种，两栖类20多种，爬行类40多种，鱼类40多种，昆虫560多种），其中有70种受到国家重点保护。几乎囊括了北自漠河，南至西双版纳，东自日本中部，西至喜马拉雅山的所有动植物物种。
　　神农架野生植物丰富，如珙桐、水杉、香果树、连香树、银杏、梭罗、红豆杉等。神农架也是一座天然百草药园，有中草药材2013种，如"头顶一颗珠"，"江边一碗水"，"七叶一枝花"，"文王一笔枝"天麻，党参，当归等。
　　国家一级保护植物
　　珙桐 DAVIDia involucrata Bailllon
　　国家二级保护植物
　　连香树Cervidiphyllum japonicum Sieb. Et Zucc.、水青树 Tetracentron sinense Oliv.

动物资源

　　神农架拥有丰富的野生动物资源，达500余种之多,其中20多种是列入国家保护的珍稀动物。哺乳动物种类，既有属于东洋区系列动物群的苏门羚、獐、麝、麂、毛冠猴、大灵猫、小灵猫、花面狸、云豹、金猫、鼬獾、豪猪等，又有古北区系的狍子、中华鼢鼠等。鸟类也反映了两大区系的过渡特点，昆虫种类更是繁多，可称是一个天然动物园，这里的动物最为异之外，在于金丝猴、白熊等珍稀动物。神农架是我国金丝猴重点保护区之一，而主峰近峰顶一带的箭竹林，则是白獐、白猴、白麂、白麝、白松鼠、白苏门羚、白蛇和白熊的集中区。这些白色动物引起科学界从遗传学角度，研究动物"白变"规律的兴趣，从而进一步提示神农架自然环境的特殊性。
　　国家一级保护动物
　　　金丝猴Rhinopithecus 、华南虎Panthera tigris 、金钱豹 Panthera pardus
　　国家二级保护动物
　　猕猴 Macaca mulatta 、短尾猴 Macaa arctoides 、鬣羚 Capricornis sumatraensis 、河麂 Hydropotes inermis 、斑羚 Naemorhedus goral 、小灵猫 Viverricula indica 、勺鸡 Pucrasia macrolopha 、大鲵 Andrias DAVIDianus

管理状况

　　建区以后，管理局按照“以保护为根本、以改革为动力、以发展为目的、保护与发展并重”的工作方针开展工作。
　　1、资源保护：认真贯彻有关法律、法规，建成了布局合理的全方位保护体系。
　　2、科学研究：保护区修建了科研大楼，相继选调了科研人员，购置必要的设备，积极与大专院校、科研单位合作，运用GIS进行保护管理，完成了生物资源本底调查和社会经济本底调查。
　　3、旅游发展：神农架自然保护区森林茂密，植被丰富，山高谷深，气候复杂多变，四季景色迷人，是开展生态旅游的理想场所。
　　4、CEF项目：自1996年实施CEF项目以来，完成了《神农架自然保护区管理计划》、《神农架自然保护区土地利用计划》和《神农架生物多样性景观区管理办法》的编制工作，提高了保护区的管理水平。