在喀斯特地貌里，有绝壁者无峰丛，有峰丛者无绝壁。而在大峡谷这里兼而有之，不得不说是个奇迹。绝壁与峰丛并存的岩溶奇观在我国西南岩溶发育的地区，十分罕见，这与大峡谷所在的鄂西地区处于我国巨型地貌单元中第二级台阶到第三级台阶的斜坡地带有关，同时，也与鄂西山地掀斜和江汉盆地沉降造成的巨大落差有关。大峡谷地区大地构造单元属扬子江淮地台至二级构造单元八面山褶带，其北部为鄂中褶皱区，西邻四川台坳，东延没于盆地。该地区构造线主要方向为北东向或北北东向，其中断裂构造发育，褶皱相对较弱。区域上主要底层为震旦系（Z）—三叠系（T）地层，反应出地质时期沉积时的陆棚陆表海、包括邝光的滨岸或碳酸盐台地和浅海陆棚海组成的古地理环境。广泛的碳酸岩沉积为后来的岩溶作用和岩溶景观形成的奠定了基础。
        大峡谷位于云贵高原的东北端。加之处于亚热带季风区内，形成了该区水文气候上一般的特征，如梅雨、初夏暴雨及秋雨，但是由于境内绝大多数地方群山环抱，云峰叠嶂，地形多变，又形成其独特的地方气候，云、雨、雾小气候特别多，因地表高差悬殊，反映出气候的垂直差异，形成了山地特有的立体气候带，在同一海拔高度，因坡向、坡位、坡形及其小地形结构组合的不同，又形成了多种多样的气候类型。
        恩施大峡谷属温带季风气候，夏无酷热，冬少严寒，日光充足，四季分明。多年平均气温为15~17℃，8月份气温最高，一般为27~30℃，12、1月最低，一般为2~8℃。多年平均相对湿度为70%~80%，冬季大于夏季。多年平均蒸发量为720毫米，七、八月最大，约占33%。霜期平均约为4个月。