Клима полуострва Атоса је претежно медитеранска, са благим зимама и свежијим летима. То је последица благотворног утицаја мора које га окружује. Количина падавина креће се од 600 до 800 милиметара, али на највишем врху, на планини Атос, прелази 1000 мм.
Полуострво Атос, познатије као Света Гора, најисточније је од три полуострва Халкидикија. Разликује се од друга два не само географски, већ и геолошки, климатски и историјски. Све се то јасно огледа у флори и фауни ове регије.
Полуострво Атос карактеришу стрме падине дуж обале, снажан систем набора, што значи изразит рељеф, и присуство саме планине Атос, која се нагло уздиже попут пирамиде, достижући висину преко 2000 метара (2033 м). Ове природне одлике, у комбинацији са стрмим обалама и морским струјама на њеном јужном крају, вероватно су главни разлог што Атос у античко доба није био колонизован. Управо то се може сматрати једним од главних разлога за настанак овде изоловане монашке државе. Ова географска изолованост територије омогућила је очување изворне разноврсности флоре и фауне, као и појаву 37 ендемских биљних врста.
Клима полуострва Атоса разликује се од климе друга два «прста» Халкидикија, где преовладава типична медитеранска клима. На климу полуострва Атоса утиче његова надморска висина, али и североисточни ветрови који преовладавају у овом подручју, као и узлазне и силазне ваздушне струје условљене стрмим падинама планине Атос. Дакле, у северном делу и дуж обале полуострва Атоса превлађује претежно медитеранска клима, док у средишњем делу превлађује прелазна клима између медитеранске и континенталне. Због тога овде претежно расту листопадне и широколисне врсте дрвећа (храст, кестен, буква), као и планинске медитеранске четинарске врсте (јела, црни бор).
У висоравни Атоса, на надморској висини од приближно 1.600 м, преовладава континентална клима.
Резултат велике разноврсности геолошких формација и стена, топографског рељефа и различитих климатских типова јесте то што се полуострво Атос одликује изузетним биодиверзитетом на свим нивоима. О томе сведочи велики број врста флоре и фауне (више од 1200 врста биљака и 350 врста гљива), разноврсност вегетационих облика (око 50 типова биљних заједница), као и богатство пејзажа. Типови вегетације и предела граде јединствен мозаик који се ретко среће на тако малој површини: површина Атоса је свега 30.000 хектара.
Разноврсност геолошких формација и стена, сложен састав тла, велика висина планине Атос, која се у виду пирамиде стрмо уздиже до 2033 метра надморске висине, у споју са разноликим климатским типовима, изолованошћу подручја и одсуством испаше номадске стоке, створили су услове за развој јединствених облика вегетације и посебних климатских обележја: клима се креће од изразито медитеранске до алпске.
Овдашњи предели, настали спојем вегетације и морфологије тла, одликују се изузетном лепотом и разноврсношћу. Они су јединствени и чине посебну привлачност Свете Горе, која се већ вековима чува у својој изворности. Природно окружење Свете Горе неодвојиви је део њеног културног наслеђа.
