婺源地處丘陵地帶，地勢主要由東北向西南傾斜。縣內群山環繞，溪流縱橫交錯，森林覆蓋率高達82%。屬于中亞熱帶氣候區，擁有東亞季風的特點，氣候溫和、雨量充沛、霜期短暫、四季分明。歷年平均氣溫為16.8℃，其中最高氣溫記錄為1998年和2006年的17.9℃，而最低氣溫記錄為1965年、1976年、1980年的16.3℃。最熱月為7月，月平均氣溫約為28.0℃。最熱記錄為1967年8月28日的41.0℃，最冷記錄為1967年1月16日的-11.0℃。歷年平均降水量為1962.3毫米，其中1月至6月降水量逐漸增加，7月至12月逐漸減少；上半年降水量占全年的69%，4月至6月為雨季，平均月降水量超過200毫米，占全年降水量的47.9%。1998年記錄了年最大降水量3036.8毫米，以及7月的月最大降水量970.4毫米。降水分布呈現四周多、中間少的特征，東北部多于西南部。由于多云霧和雨日，以及高山遮擋陽光，林地陰影覆蓋，婺源各地日照時數差異顯著，西南鄉鎮的日照時數多于東北鄉鎮，平原低丘地區多于山區。2011年日照時數為4425.9小時（閏年為4437.0小時），但實際日照時數只有1715.1小時，占可照時數的39%。常年主導風向為東北風，歷年平均風速為1.5米/秒；極端最大瞬間風速超過40米/秒，分別出現在1965年8月13日和1978年8月19日。