西双版纳雨量充沛,阳光充足,年降雨量1136-1513毫米。湿季期间,云雨多,风速小,日照少,气温高,湿度大。干季期间,云雨少,光照强,雾露浓重。西双版纳年平均气温18.9℃-22.6℃之间。
西双版纳地处热带北部边缘,北有哀牢山、无量山为屏障,阻挡了南下的寒流;南面东西两侧靠近印度洋和孟加拉湾,夏季受印度洋的西南季风和太平洋东南气流的影响,造成了高温多雨、干湿季分明而四季不明显的气候特点,因而西双版纳气候终年温暖湿润,无四季之分,只有干湿季之别,干季从当年11月到次年4月,湿季从5月至10月。
西双版纳属整个地势多为高度被切割的山原地貌。州内最高点在勐海东北部的滑竹梁子,海拔为2429.5米,最低点在勐腊县良各脚西南的澜沧江河谷,海拔470米。