張家界市的地層復(fù)雜多樣，造就了當(dāng)?shù)氐奶厣坝^。主要有山地、巖溶、丘陵、崗地和平原等，山地面積占總面積的76%，其中最具特色的是石英砂巖峰林地貌，為世界罕見(jiàn)。城市地勢(shì)西北高，沿澧水向東南傾斜。
張家界境內(nèi)有木本植物106科320屬850種，脊椎動(dòng)物146種。其中有國(guó)家級(jí)保護(hù)植物56種，國(guó)家級(jí)保護(hù)動(dòng)物40種。珍奇樹(shù)種有銀杏、珙桐、紅豆杉、櫻花等；名貴藥材有靈芝、天麻、何首烏、杜仲、茅巖莓等；珍稀動(dòng)物有娃娃魚(yú)、蘇門(mén)羚、華南虎、云豹、獼猴、靈貓等。