大高加索山脉虽然地处相对内陆，但是山脉西侧地区位于盛行西风带的迎风坡，能够得到来自大西洋的水汽，而东侧地区地处盛行西风带的背风坡，降水较少，气候体现为大陆性气候。

从自然带来看，大高加索山脉的垂直分异十分明显，在海拔1200米以下地区多分布阔叶林，在1200米至2200米之间多为针叶林，在2200米至3000米之间多为亚高山和高山草甸，在3000米至3500米之间的区域多为高山苔原，3500米以上地区为高山荒漠和冰川覆盖区。