小兴安岭属北温带季风气候区。四季分明，冬季严寒、干燥而漫长；春季回暖快；夏季温热湿润；秋季短暂、降温迅速。最冷月为1月，气温﹣20℃～﹣25℃，最热月为7月，气温20℃～21℃，极端最高气温为35℃。全年≥10℃活动积温1800℃～2400℃，无霜期90～120天。年平均日照数2355～2400小时。年降雨量550～670毫米，降雨集中在夏季。干湿指数1.13～0.92，属湿润地区。
小兴安岭得天独厚的自然生态条件，繁衍生长着红松等许多珍贵树木，成为国家重点用材林基地。林区面积1206万公顷，其中森林面积500多万公顷，森林蓄积量约4.5亿立方米，目前红松蓄积量4300多万立方米，占全国红松总蓄积量的一半以上，素有“红松故乡”之美称。小兴安岭还生长着落叶松、樟子松和“三大硬阔”（胡桃楸、水曲柳、黄菠萝）。在丛山密林中，栖息着许多珍禽异兽，野生动植物资源丰富。许多山脉底下埋藏着铜、铁、铅、锌、金等金属矿产资源，已开采的有十多种。小兴安岭西侧为全国著名的五大连池火山群，被誉为“天然火山博物馆”。地下矿产丰富，以黄金最为突出。
