神農架位於中國中東部湖北省。這處遺產地由兩部分構成：西邊的神農頂/巴東和東邊的老君山。這裏有中國中部地區最大的原始森林，是中國大蠑螈、川金絲猴、雲豹、金錢豹、亞洲黑熊等許多珍稀動物的棲息地。湖北神農架是中國三大生物多樣性中心之壹，在19和20世紀期間曾是國際植物收集探險活動的目的地，在植物學研究史上占據重要地位。
遠古時期，神農架林區還是壹片汪洋大海，經燕山和喜馬拉雅運動逐漸提升成為多級陸地，並形成了神農架群和馬槽園群等具有鮮明地方特色的地層。神農架位於我國地勢第二階梯的東部邊緣，由大巴山脈東延的余脈組成中高山地貌，區內山體高大，由西南向東北逐漸降低。神農架平均海拔1700米。山峰多在1500米以上，其中海拔3000米以上的山峰有6座，海拔2500米以上山峰20多座，最高峰神農頂海拔3105.4米，成為華中第壹峰，神農架因此有“華中屋脊”之稱。西南部的石柱河海拔僅398米，為境內最低點，相對高差達2708.2米。
神農架是長江和漢水的分水嶺，境內有香溪河、沿渡河、南河和堵河 4個水系。由於該地區位於中緯度北亞熱帶季風區，氣溫偏涼而且多雨，海拔每上升100米，季節相差3--4天。由於壹年四季受到濕熱的東南季風和幹冷的大陸高壓的交替影響，以及高山森林對熱量、降水的調節，形成夏無酷熱、冬無嚴寒的宜人氣候。當南方城市夏季普遍是高溫時，神農架卻是壹片清涼世界。神農架地處中緯度北亞熱帶季風區，受海拔的影響，氣溫偏涼且多雨，並隨海拔的升高形成低山、中山、亞高山3個氣候帶。
年降水量也由低到高依次分布為761.4 ~2500毫米不等，故立體氣候十分明顯，“山腳盛夏山頂春，山麓艷秋山頂冰，赤橙黃綠看不夠，春夏秋冬最難分”是林區氣候的真實寫照。這裏擁有當今世界北半球中緯度內陸地區唯壹保存完好的亞熱帶森林生態系統。境內森林覆蓋率88%，保護區內達96%。這裏保留了珙桐、鵝掌楸、連香等大量珍貴古老孑遺植物。神農架成為世界同緯度地區的壹塊綠色寶地，對於森林生態學研究具有全球性意義。神農架有許多神奇的地質奇觀。在紅花鄉境內有壹條潮水河，河水壹日三湧，早中晚各漲潮壹次，每次持續半小時。漲潮時，水色因季節而不同；幹旱之季，水色混濁，梅雨之季，水色碧清。