西雙版納地處熱帶北部邊緣，北有哀牢山、無量山為屏障，阻擋了南下的寒流；南麵東西兩側靠近印度洋和孟加拉灣，夏季受印度洋的西南季風和太平洋東南氣流的影響，造成了高溫多雨、幹濕季分明而四季不明顯的氣候特點，因而西雙版納氣候終年溫暖濕潤，無四季之分，隻有幹濕季之別，幹季從當年11月到次年4月，濕季從5月至10月。
2021年全州各縣市年雨量在1024.4～1365.3.毫米之間，和常年同期相比，景洪和猛臘偏少，猛海正常；總日照時數各縣市在1878.5～2241.0小時之間，和常年同期相比，景洪和猛臘正常，猛海偏多；年平均氣溫各縣市在18.9～23.5℃之間，和常年同期相比，景洪偏高，猛海和猛臘正常；年內主要氣象災害為風雹災害和暴雨洪澇
西雙版納是中國熱帶生態係統保存最完整的地區，全州有森林麵積155.5萬公頃，各級自然保護區（含保護小區）麵積622.8萬畝。有西雙版納和納板河流域2個國家級保護區，麵積402萬畝；有布龍和易武2個州級保護區，麵積103.25萬畝；有景洪市、猛海縣、猛臘縣3個縣級自然保護區，麵積111.26萬畝；有景洪市、猛海縣、猛臘縣3個保護小區，麵積6.35萬畝。有西雙版納國家級風景名勝區1個，總麵積為1147.9平方千米。在蓊鬱疊翠、莽莽蒼蒼的熱帶雨林中，有高等植物5000多種，其中特有植物153種，如望天樹、版納青梅、雲南肉豆冠等；瀕危植物134種，如西南紫微、鐵力木、雲南石梓、雲南美登木等。眾多的植物種屬相互交錯生長，形成了熱帶雨林、熱帶季雨林、亞熱帶常綠闊葉林、苔蘚常綠闊葉林、南亞熱帶針葉闊葉混交林、竹木混交林、灌木林等複雜多樣的植被景觀。在各種植物中，藥用植物資源十分豐富，有中草藥1724種，經過鑒定的有500多種。
西雙版納納板河流域國家級自然保護區位於西雙版納傣族自治州境內，西雙版納熱帶雨林地處熱帶北部邊緣，橫斷山脈南端。受印度洋、太平洋季風氣候影響，形成具有大陸性氣候和海洋性氣候兼有的熱帶雨林。保護區是中國熱帶森林生態係統保存比較完整、生物資源極為豐富、麵積最大的熱帶原始林區。納板河流域國家級自然保護區是中國第一個按小流域生物圈保護理念規劃建設的多功能、綜合型自然保護區。主要保護對象為以熱帶雨林為主體的森林生態係統及珍稀野生動植物。
西雙版納納板河流域國家級自然保護區與國內外科研機構與大專院校建立了良好的合作關係，與保護國際（CI）開展了GIS人材培訓、與德國七所重點大學簽定了提供其實習條件、成果共享的協議，保護區已成為雲南大學、上海師範大學、西南林業大學、中科院西雙版納猛侖植物園等科研院所的實習基地。通過合作與交流，促進了保護區的對外交流，擴大了保護區的對外影響力。參與實施了“八·五”科技攻關項目“西雙版納納板河流域自然保護區生物資源有效管理與開發的研究”、中德技術合作“雲南省西雙版納熱帶林生態係統管理”、正在實施亞洲開發銀行“西雙版納生物多樣性保護廊道建設示範”、中德聯合研究項目“西南山區農業發展技術及戰略研究”、開展了保護區本底資源調查、動植物資源監測、水文、氣象、社會經濟監測等，建立了保護區管理信息係統（GIS），至2007年止，保護區共獲州級以上科技進步獎共有8項