Clima: Los tipos climáticos van desde el tropical en la planicie, al tipo páramo en las montañas más altas, y desde el semiárido en sectores como Lagunillas, al muy húmedo tropical en las vertientes nubladas de las cuencas media y alta del río Caparo, prevaleciendo dentro de esta tipología los climas húmedos que cubren cerca del 90% de la superficie del estado. La temperatura en la entidad registra diferencias muy marcadas debido a las características del relieve montañoso. En Palmarito, a orillas del lago de Maracaibo, la media es de 27 ºC y por encima de los 4 000 m.s.n.m. alcanza valores inferiores a 0 ºC. Las precipitaciones oscilan, según la zona, entre 700 mm y 1 800 mm anuales.

Vegetación: Va desde selvas macrotérmicas lluviosas hasta vegetación paramera (gramíneas y frailejón). Se dan la casi totalidad de las   Zonas de Vida que, según Holdridge, ocurren en Venezuela. Los recursos forestales que aún se localizan en este paisaje están formados por especies como: cedro, comino, jabillo, mijao, saisai, ceiba y pardillo.

Fauna: Destacan mamíferos como el oso frontino o de anteojos (único representante de los osos en Sudamérica), el coatí o guache andino y el rabipelado andino o faro. Aves como el cóndor, el colibrí pico espada, el águila de copete y el pato de torrente. Anfibios como la ranita transparente y la salamandra andina. Entre los reptiles se puede citar la coral falsa.

Recursos Minerales: Cuenta con los principales yacimientos de fosfato descubiertos hasta ahora en Venezuela, además de concentraciones significativas de plomo, zinc, cobre y plata en complejo, así como mica, berilio, litio y otra serie de minerales no metálicos, entre los que destacan las arcillas y las calizas.