玉山国家公園は台湾の中央地帯に位置し、亜熱帯気候エリアの高山温帯および寒帯の気候型態に属します。夏は涼しく、冬は雪がふります。標高が東の拉庫拉庫渓谷の300メートルから玉山主峰の3952メートルまでにおよぶため、気温は標高により大きく変化します。

園内の標高3500メートル以上のエリアの年平均気温は摂氏5.9度、降雪時期は12月から4月です。ただし降雪日数は多くありません。また2500メートル以上の年平均気温は摂氏11.3度です。降雪の可能性は当年の寒気団の南下頻度、強さ、湿度などの要因で決まります。2000メートル以上では四季があり、春は草木が芽吹き、夏は一面に花が咲き、秋は紅葉が見られ、冬は白い雪が光ります。さらに雲霧の状態、朝日や夕日などにより、さまざまな姿に変化します。これら自然の光景の移り変わりも観光客や登山者を魅了する要因の1つです。

園内の雨量は多く、年間降水量は3000～4700ミリです。雨は5月から9月に集中し、なかでも5月から6月上旬は梅雨になります。また6月から9月までは台風や夏場の雷雨などが発生します。このため雨季は長く、降水量も多くなります。

玉山国家公園の中央山地は、高い地形で、空気の流れがよく、水蒸気の凝結地帯よりも高度に位置するため、年平均相対湿度は80%です。また、ほかのエリアは85 %以上です。各月の相対湿度の変化は大きくありません。ただし11月から1月の間は降水量が少なく比較的乾燥しており、月相対湿度は75 ％以下になります。