Climatul peninsulei Athos este în general mediteranean, cu ierni blânde și veri răcoroase. Aceasta se datorează influenței benefice a mării care o înconjoară. Cantitatea de precipitații variază între 600 și 800 mm, dar pe cel mai înalt vârf al Muntelui Athos, depășește 1000 mm.
Peninsula Athos, cunoscută mai ales ca >Muntele Athos, este cea mai estică dintre cele trei peninsule ale Halkidiki. Se deosebește de celelalte două nu doar prin caracteristicile geografice, ci și prin cele geologice, climatice și istorice. Toate acestea se reflectă clar în particularitățile florei și faunei din regiune.
Peninsula Athos se caracterizează prin versanți abrupți de-a lungul țărmului, o structură puternic fragmentată, adică un relief pronunțat, precum și prin prezența muntelui Athos, care se înalță brusc sub forma unei piramide, atingând o înălțime de peste 2000 de metri (2033 m). Acest relief caracteristic, combinat cu coastele abrupte și curenții marini de la extremitatea sudică, a fost probabil unul dintre motivele pentru care Athos nu a fost colonizat în antichitate. Aceasta poate fi considerată și una dintre cauzele principale pentru stabilirea aici a unui stat monahal izolat. Izolarea geografică a contribuit la păstrarea diversității originale a florei și faunei, precum și la apariția a 37 de specii endemice de plante.
Din punct de vedere climatic, Peninsula Athos se deosebește de celelalte două „degete” ale Halkidiki, unde predomină climatul mediteranean. Climatul peninsulei Athos este influențat de altitudinea deasupra nivelului mării, dar și de vânturile nord-estice predominante în zonă, de curenții de aer ascendenți și descendenți generați de versanții abrupți ai Muntelui Athos. Astfel, în partea de nord și de-a lungul coastei predomină climatul mediteranean, în timp ce în centrul peninsulei există un climat de tranziție, de la mediteranean la continental; aici cresc în special arbori cu frunze late și foioase (stejar, castan, fag), dar și conifere mediteraneene montane (brad, pin negru).
În zona montană a Athosului, la aproximativ 1600 m altitudine, predomină climatul continental.
Datorită diversității mari a formațiunilor geologice și a rocilor, a reliefului topografic și a tipurilor climatice, peninsula Athos se remarcă printr-o biodiversitate remarcabilă la toate nivelurile. Acest lucru se reflectă în numărul mare de specii de plante și ciuperci (peste 1200 de specii de plante și 350 de specii de ciuperci), în formele de vegetație (aproximativ 50 de tipuri de comunități vegetale) și în diversitatea peisajelor. Tipurile de vegetație și de peisaje creează o mozaică unică, rar întâlnită pe o suprafață atât de mică — peninsula Athos are doar 30.000 de hectare.
Diversitatea formațiunilor geologice și a rocilor, complexitatea solului, înălțimea mare a Muntelui Athos, care se ridică abrupt în formă de piramidă până la 2033 m deasupra nivelului mării, combinată cu varietatea tipurilor climatice, izolarea zonei și lipsa pășunilor pentru turmele de animale nomade, au constituit premisele apariției unor specii unice de vegetație și a unor particularități climatice: acesta din urmă variază de la pur mediteranean la alpin.
Peisajele locale, create prin combinația dintre vegetație și morfologia solului, se remarcă prin frumusețe rară și diversitate. Sunt unice și constituie farmecul Muntelui Athos, păstrat neatins de secole întregi. Mediul natural al Muntelui Athos este o parte integrantă a patrimoniului său cultural.
