云南省立体气候特点显著，类型众多，年温差小、日温差大，干湿季节分明，气温随地势高低垂直变化异常明显。滇西北属寒带型气候，长冬无夏，春秋较短；滇东、滇中属温带型气候，四季如春，遇雨成冬；滇南、滇西南属低热河谷区，有一部分在北回归线以南，进入热带范围，长夏无冬，一雨成秋。在一个省区内，同时具有寒、温、热（包括亚热带）三带气候，一般海拔高度每上升100米，温度平均递减0.6～0.7℃，有“一山分四季，十里不同天”之说，景象别具特色。全省平均气温，最热（7月）月均气温在19～22℃之间，最冷（1月）月均气温在6～8℃之间，年温差一般只有10～12℃。同日早晚较凉，中午较热，尤其是冬、春两季，日温差可达12～20℃。全省降水在季节上和地域上的分配极不均匀。干湿季节分明，湿季（雨季）为5～10月，集中了85%的降雨量；干季（旱季）为11月至次年4月，降水量只占全年的15%。全省降水的地域分布差异大，最多的地方年降水量可达2200～2700毫米，最少的仅有584毫米，大部分地区年降水量在1000毫米以上。全省无霜期长，南部边境全年无霜，偏南地区无霜期为300～330天，中部地区约为250天，比较寒冷的滇西北和滇东北地区长达210～220天。

地貌属山地高原地形，山地面积33.11万平方千米，占全省总面积的84%；高原面积3.9万平方千米，占全省总面积的10%；盆地面积2.4万平方千米，占全省总面积的6.0%。地势西北高，东南低，形成明显的阶梯：海拔最高点滇藏交界的德钦县梅里雪山主峰卡瓦格博峰6740米，滇西北的中甸海拔3385米，滇中的昆明海拔1887米，海拔最低点滇南河口县境内南溪河与红河交汇处海拔76.4米。在云南辽阔的山地和高原上，镶嵌着大小不一、形态各异的山间盆地，俗称“坝子”，成为城镇所在地及农业生产的主要基地。全省有1平方公里以上小坝子1440多个，其中100平方公里以上的坝子49个，面积最大的陆良坝子，面积达772平方公里。

境内河流众多，全省水资源总量1799亿立方米，水能资源蕴藏量1.04亿千瓦、居全国第3位，主要集中在滇西北的金沙江、澜沧江、怒江3大水系，可开发装机容量0.9亿千瓦、居全国第2位。河川湖泊纵横，分属金沙江、澜沧江、元江（红河）、南盘江（珠江）、怒江、大盈江（瑞丽江）六大水系，共有河流889条，加上40多个天然湖泊，构成了山岭纵横，水系交织，谷纵渊深，湖泊棋布的特色。湖泊主要有滇池、抚仙湖、杞麓湖、洱海、泸沽湖、程海，湖泊水域面积约1100平方千米，占全省总面积的0.28%，总蓄水量1480.19亿立方米。其中，滇池面积最大，为306.3平方千米；洱海次之，面积约250平方千米。抚仙湖深度全省第一，最深处为151.5米，泸沽湖次之，最深处73.2米。

动植物资源极其丰富，动物种类为全国之冠，素有“动物王国”之称，脊椎动物达1737种，占全国的58.9%。全国见于名录的2.5万种昆虫类中云南有1万余种，珍稀动物较多，国家一类保护动物46种、二类保护动物154种。植物种类全国最多，被誉为“植物王国”。热带、亚热带、温带、寒温带等植物类型均有分布，在全国约3万种高等植物中，云南占60%以上，列入国家一、二、三级重点保护和发展的树种150多种。全省森林面积2392.65万公顷、居全国第3位，森林覆盖率65%，森林蓄积量20.2亿立方米。药用植物、香料植物、观赏植物等均有分布，故有“药物宝库”“香料之乡”“天然花园”之称。

土壤类型多样，垂直分布特点明显，共有16个土壤类型，占全国1/4，其中红壤面积占全省土地面积的50%，是省内分布最广、最重要的土壤资源，故有“红土高原”“红土地”之称。稻田土壤细分有50多种，大部分呈中性和微酸性，有机质在1.5%-3.0%之间，氮磷养分含量比旱地高。山区旱地土壤约占全省的64%，主要是红土和黄土。坝区旱地土壤约占17%，主要是红土，土壤有机质普遍较水田低。太阳能资源较丰富，仅次于西藏、青海、内蒙古等省区，全省年日照时数在1000-2800小时之间，年太阳总辐射量每平方厘米在90-150千卡之间。