阳明山国家公园因受纬度及海拔之影响，气候分属亚热带气候区与温带气候区。春季二、三月是阳明公园传统的花季，色彩缤纷的各种杜鹃与满山遍野的绯寒樱，吸引大批赏花人潮，让阳明山的初春更显生气蓬勃。夏季景色则因西南季风的吹拂、午后雷阵雨的影响，雾雨初晴时，常可在山区觅得「虹桥跨立山谷」的景緻。而当秋天来时，芒草展现随风摇曳的花海；枫红点缀枝头，树叶片片金黄，交织成一幅盛名远播的「大屯秋色」；冬季的阳明山则因受东北季风影响，山区经常寒风细雨，低温高湿，云雾瀰漫。若遇强烈寒流来袭，七星山、竹子山、大屯山一带偶可见白雪纷飞，成为瑞雪复盖的银白世界。
此外，以大屯火山群为主体的阳明山国家公园，是我国主要的火山分佈区，地质构造多属安山岩；外型特殊的锥状或钟状火山体及火山口、火口湖，构成本区独特的地质地形景观。区内的大、小油坑、马槽、大磺嘴等地，都可见到强烈的喷气孔活动；而分佈于园区内的多处温泉区，更早已远近驰名。
