九皇山海拔是山脚最低海拔620米，山顶最高海拔2840米。山峰坡度在18°到25°之间，最大坡度超过80°。平通河流经过的山谷－桂溪河峡谷构成了区内主要地形空间。地形起伏变化多端，河谷西侧是和多层次的斜坡，东侧是壁立刚劲的峭崖，喀斯特地貌特征十分典型。
九皇山景区属亚热带湿润季风气候区，山地立体气候明显，冬暖夏凉，温凉阴湿，雨量充沛，四季分明。年均气温14.7℃到15.8℃，一月份气温3.8℃到5.0℃，七月份气温23.2℃到24.8℃，相对湿度75到80，年日照1050小时，年降水量950到1300毫米，全年无霜期240天。
2006年10月19日至10月23日，第五届全国气象、环境与健康学术研讨会在景区召开，与会的陶诗言院士、曾庆存院士、任振海院士、洪钟祥院士等近百位科研院所、院校的气象、环境与健康专家，认真考察与研究了九皇山景区的气候、环境，一致认为景区地理位置独特，气候舒适性优势显著，负氧离子浓度高，是典型的山地康乐型气候，极宜保健、养生、休闲。
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