O clima, na região compreendida pelas florestas pluviais atlânticas, tem duas estações, definidas principalmente pelo regime de chuvas, embora seja latitudinalmente bastante variável. Enquanto no Nordeste brasileiro as temperaturas médias anuais variam em torno de 24ºC, nas regiões Sudeste e Sul as médias anuais são mais baixas e a temperatura pode ocasionalmente chegar a -6ºC.

A Serra do Mar, representada por uma cadeia de montanhas costeiras, apresenta uma série de interrupções, onde o cinturão das matas pluviais também se interrompe. A altitude média nesta cadeia de montanhas é de 800 a 900 metros, com picos emergentes com cerca de 1.400 metros e escarpas de até 2 mil metros. Nos topos das montanhas ocorrem campos de afloramentos rochosos e, excepcionalmente, acima de 1.700 metros, a floresta dá lugar a campos de altitude.

A Floresta Atlântica estende-se ao longo das montanhas e das encostas voltadas para o mar, bem como na planície costeira. Ela deve sua existência à elevada umidade atmosférica trazida pelos ventos marítimos. O vento úmido se condensa na costa, sob a forma de chuvas, ao subir para as camadas frias de maior altitude.

Além da alta pluviosidade, nos topos dos morros há condensação de água em forma de neblina. Isto ocorre até mesmo durante os meses de primavera e verão, nas horas quentes do dia.

Nem toda a costa oriental do Brasil, porém, apresenta condições climáticas idênticas e índices pluviométricos compatíveis com a existência de matas pluviais. Por esta razão, também ocorrem interrupções naturais das florestas, ao longo da Serra do Mar.

Atualmente, as florestas atlânticas brasileiras encontram-se quase completamente devastadas, restando apenas cerca de 5% de matas preservadas de sua extensão original, da época do descobrimento do Brasil. A parcela mais representativa do que restou encontra-se nas regiões Sul e Sudeste, onde o relevo de escarpas íngremes dificulta o acesso e a devastação.

A pujante Floresta Atlântica, com vegetação arbórea em torno de 30 metros e árvores que ultrapassam o dossel, atingindo 40 metros de altura, apresenta intensa vegetação arbustiva no estrato inferior. É uma floresta de grande diversidade vegetal, com muitas samambaias, inclusive as arborescentes, além de orquídeas terrestres e palmeiras, entre as quais se encontra a Euterpes edulis, com cerca de 10 metros de altura e de cujo tronco se extrai o palmito. Além dos tapetes de musgos e inúmeros fungos, a Floresta Atlântica é muito rica em lianas e epífitas, entre as quais as samambaias, orquídeas e bromélias. Estas últimas, com suas folhas dispostas em roseta, retêm sempre uma certa quantidade de água, condicionando um habitat propício ao desenvolvimento de uma fauna particular, como por exemplo a de larvas e adultos de várias espécies de artrópodes e de sapos.

De um modo geral, a fauna nesta floresta é predominantemente ombrófila, isto é, adaptada à sombra e pouco tolerante às variações de umidade, temperatura e insolação. Como conseqüência direta ou indireta da derrubada das matas, muitas espécies têm sido atingidas.

Além da riqueza em invertebrados, principalmente artrópodes, a Floresta Atlântica possui uma importante fauna de vertebrados. No entanto, muitas espécies ainda são desconhecidas pela ciência e correm o risco de nem serem descobertas se o processo de destruição das matas tiver prosseguimento.

Uma das principais características da fauna que vive na Floresta Atlântica, assim como em outras florestas tropicais do mundo, é o fato de ser diversificada e marcada pela presença de muitas espécies endêmicas. Várias destas espécies possuem baixas densidades populacionais, o que caracteriza um grande número de espécies raras.

A preservação das espécies endêmicas da Floresta Atlântica é extremamente preocupante, face à situação atual de devastação. Mesmo as espécies endêmicas que ainda não possuem suas populações reduzidas a um número crítico merecem atenção especial para sobreviverem. Como exemplo pode-se mencionar que há um grande número de espécies endêmicas na avifauna, que têm como centro evolutivo a Serra do Mar e que, com distribuição geográfica extremamente restrita, encontram-se em situação de vulnerabilidade. Este é o caso do pintor-verdadeiro (Tangara fastuosa), nas florestas dos Estados de Pernambuco e Alagoas.

Entre os primatas brasileiros estão relacionadas cerca de 25 espécies ameaçadas de extinção e alguns deles são endêmicos da Floresta Atlântica. Esta é, por exemplo, a situação de quatro espécies de mico-leões (Leontopithecus spp) e do muriqui (Brachyteles aracnoides), o maior dos macacos neotropicais.

As áreas mais prejudicadas da Floresta Atlântica são justamente as mais importantes do ponto de vista conservacionista. São as remanescentes das matas do sul da Bahia e do Espírito Santo, que abrigam os últimos exemplares de gêneros e espécies de plantas e animais ameaçados de extinção. Na região Sudeste, onde se desenvolveram grandes metrópoles como São Paulo e Rio de Janeiro em áreas outrora de Floresta Atlântica, ainda existem trechos relativamente grandes onde recentemente foram criadas áreas de proteção ambiental e transformados, inclusive, na Reserva da Biosfera da Mata Atlântica. Nelas estão os últimos refúgios de um dos ecossistemas mais ricos do mundo.