元阳地处亚热带和温带，是哀牢山夹缝中的一座县城。元阳哈尼族梯田之所以如此壮丽和独特。首先是大自然特殊地理结构所造成的。元阳位于云南省南部，而云南省地形分布的特点是西北高、南部低，从滇西北的中甸、丽江经大理、楚雄到到滇南的思茅、版纳、红河、文山，海拔渐渐下降，形成了滇西北高海拔地区常年无夏的寒温带、寒带气候类型和滇南低海拔地区全年无冬的亚热带、热带气候类型。从滇西北到滇南，随着海拔下降，立体气候越来越显著，降雨量也越来越大。全省降雨量最大的就是红河南岸哈尼族聚居地区，降雨量竟达到年均1397.6mm，相应的稻作农耕越来越密集，旱地耕作越来越减少。这就使从滇西北的怒江、澜沧江、长江水系到滇南江河水系流域，梯田稻作文化越来越发达，并最终在红河南岸哀牢山南段哈尼族地区形成全省、全国最集中、最发达的梯田稻作区的地理构成环境。

其次，哀牢山特定的地形、气候等自然条件也决定了元阳哈尼梯田必然形成为最壮丽、独特的奇观。元阳的地貌特征是山高谷深，沟壑纵横，多为切割中山地类型，即县内众山在亿万年中被红河、藤条江水系深度切割，中部突起，两侧低下，鸟瞰全境，山地连绵，层峦叠嶂，地形呈"V"形发育，高下之间，壮观异常。境内最低海拔为144米，最高海拔为2939.6米，海拔高差2795.6米。县内气候多属亚热带季风类型，但因地形复杂差悬

殊，立体气候突出。河坝区年均温度25度，最高气温42度，高山区年均温度11.6度，两区温差达13.4度。在由河坝经下半山、上半山到高山区的行程中，要经历热带、温带、寒带的变化，正所谓"一山分四季，十里不同天"。河坝峡谷因其酷热干旱素称"干热河谷区"，高山区因低温降雨量大称为"阴湿高寒区"。河坝区蒸发量大，高山区云雾密度大、降雨丰富。境内以红河、藤条江两大干流为主的水系共有支流29条，总长700余公里，水资源总量为26.9亿立方米，地表为20.81亿立方米，地下水6.09亿立方米，可利用1.47亿立方米，这些江河就是元阳所有水源的总源头。低纬度干热河谷区常年出现的高温使江河之水大量蒸发(如南沙地区最大蒸发量1995年竟达2306.5mm)。巨量水蒸汽随着热气团层层上升，在高山"阴湿高寒区"受到冷气团的冷却和压迫，形成元阳年均雾期180天和年均降雨量1397.6mm的状况，这也是为什么元阳上半山地区终年大雾笼罩，降雨极其丰富，云海格外神奇壮丽的原因。