玉龙雪山是北半球最近赤道终年积雪的山脉，隔江西与中甸雪山、东与绵绵山相并列，北自三江口，向南延伸到北纬27°，如扇面向古城展开。全山的13座山峰由南向北纵向排列，主峰扇子陡最高处海拔5596米，终年积雪，发育有亚欧大陆距离赤道最近的温带海洋性冰川。玉龙雪山在纳西语中被称为“欧鲁”，意为“天山”，是纳西人的神山，传说纳西族保护神“三多”的化身。
玉龙雪山位于YN省LJ市境内，东界丽鸣公路，西临虎跳峡涧、南起玉湖，北至大具下虎跳峡口，地处东经100°4’2”-100°16’30、北纬27°3’2”-27°18’57之间，雪线高度介于4800～5000米之间。
玉龙雪山处于青藏、云贵2个高原的衔接部位及滇西北横断山区和滇东高原区2个地貌形态组合区域的交界地带，为横断山系云岭山脉的主峰，属年轻的石灰岩断块褶皱山。由于地壳不均衡的上升，形成高山、深谷、山间盆地相间的地貌形态，属横断山系切割山地峡谷区，横断山北段高山峡谷亚区。地史上属滇西大地槽的一部分，古生代至中生代曾几次遭受海侵海退的影响，第三纪的喜马拉雅造山运动延继到第四纪，玉龙山最后形成于此时。
玉龙雪山地层属滇藏地层区。主要是中泥盆纪至中石炭纪的碳酸盐岩，其次是二迭纪的玄武岩夹灰岩，三迭纪灰岩夹砂页岩。山体南段有石炭系、二迭系玄武岩与灰岩互层及其它变质岩。白沙村以南主要为三迭系岩层。二迭系玄武岩及玄武岩变质的绿色片岩和绿岩见于西坡虎跳峡谷及金沙江河谷地区。东坡及山麓可以见到第四系不同冰期的冰积和冰水沉积物。
玉龙雪山是亚欧大陆最南端的现代季风海洋型冰川分布区，据1994年出版的《冰川编目》显示，玉龙雪山分布有19条现代冰川，东坡15条，西坡4条，总面积11.6平方千米，白水1号冰川为其中规模最大的冰川，长2.7千米，面积1.5平方千米，平衡线海拔约4800米，冰川末端海拔约4200米。
玉龙雪山土壤垂直分布规律明显，有燥红土、红壤、黄棕壤、漂灰土类、高山草甸土、高寒荒漠土类、黑色石灰土和沼泽土等5个土纲12个土类17个亚类，由低海拔至高海拔呈规律性分布。
玉龙雪山从低海拔至高海拔，土壤类型依次为红壤（2700～3200米），山地生草灰化土（3100～3300米），腐殖质碳酸盐土（3300～3800米）和高山草甸土（3800～4200米）。
玉龙雪山土壤质地以壤土和壤粘土为主，海拔由低至高，土壤质地由粘土、壤质粘土逐步过渡到砂粘土、砂壤、壤土。在森林植被下发育的土壤，有机质积累较多，形成了明显的腐殖质层。按照中国土壤系统分类方案，将玉龙雪山土壤垂直带谱结构划分为：常湿雏形土（海拔3400～4200米）、湿润铁铝土（海拔 2700～3400米）、湿润雏形土（海拔2500～2700米、湿润铁铝土（海拔2500米以下）。
玉龙雪山是滇西北地区生物多样性的重要分布区域，同时也是联系滇西北地区与滇中地区植被分布的重要过渡地区之一。
玉龙雪山区内植物随海拔从低到高分布有暖温性河谷灌丛、山地湿性常绿阔叶林、山地落叶阔叶林、暖温性针叶林、山地硬叶栎类林、寒温性针叶林、寒温性灌丛、高山流石滩疏生草甸等植被类型。
玉龙雪山植被在中国植被区划上属于滇中西北部高中山高原云南松林、丽江云杉、长苞冷杉林。森林由下而上主要为云南松林、丽江云杉林、大果红杉林和冷杉林。
玉龙雪山森林植被可以分为4个群落类型，即：云南松林群落、丽江云杉林群落、大果红杉林群落和冷杉林群落。植物物种丰富度（含木本、灌木和草本）随着海拔的升高，先上升后下降。灌木层的物种丰富度随着海拔的上升呈明显下降格局。
玉龙雪山海拔2000～2900米为云南松林及山坡耕作带；海拔2900～3100米为高山松、栎针阔叶混交林带；海拔3100～3800米为亚高山针叶林带，由冷杉、红杉、云杉林组成（纯林或混交林）；海拔3800～4500米为高山灌丛草甸带，其中海拔4100米以下为高山灌丛草甸，主要由多种垫状或匍訇状杜鹃组成；海拔4100～4350米间仅见零散分布的高山流石滩植物。
玉龙雪山属南温带型高原季风气候区，具有独特的山体季风特色，由于河谷至山顶高差大，气候垂直差异，从河谷到山顶依次出现暖性、温暖性、温凉性北亚热带和寒温性等山地垂直气候带。
玉龙雪山地区位于青藏高原东南缘，处在西风环流、西南季风和东南季风的交替控制带，该区气候干、湿季分异明显．每年11月─翌年4月为干季，主要受西风环流南支和青藏高原冬季风的控制，干燥少雨；5─10月为湿季，主要受西南和东南季风控制，降水占到年降水量的90%以上。1月至次年3月主要受高空西风环流南支急流控制，降水稀少，冰川很少受到补给；4月南支急流减弱，湿热的西南季风北上进入该区，湿季开始。
据丽江气象站（距玉龙雪山17千米处）资料，该区域年降水量935毫米，6～10月为雨季，这5个月的降水量为年降雨量的90%以上，11月至翌年5月为干季，降雨量较少。年平均温度12.79℃，最热月7月，月均温17.9℃，最冷月是1月，月均温5.9℃。总体上，气温变化不剧，四季温和无夏。
玉龙雪山受西南季风影响，以丽江盆地（海拔2415.9米）为代表的山体基准面属南温带型气候，气候除干湿季分明外，夏温不足，高温期短，冬、春季节光照充足，年日照时数平均为2530h，辐射量大。由于河谷至山顶高差悬殊，气候垂直差异很大，海拔每升高100米，平均气温递0.86℃，从河谷至山顶依次出现暖性、暖湿性、温凉性、北亚热带和寒温性等山地垂直气候带。
玉龙雪山为滇西北横断山脉中高山植物区系最集中的地点。山地低海拔的森林植被和中国-日本植物区系相似；亚高山以上的植被以中国喜马拉雅成分为主；地处现代裸子植物及被子植物中杜鹃、报春、龙胆等高山植物的形成中心和分化中心，并富有特有属种。
根据《丽江高山植物园种子植物名录》和《玉龙雪山省级自然保护区生物多样性综合考察报告》显示，玉龙雪山地区共有超过2815种的种子植物，分属于149科781属。有珍稀濒危保护物种96种，隶属于20科50属。其中8种属于国家Ⅰ级保护植物，87种属于国家Ⅱ级保护植物。有中国特有种38种（分属18科29属），其中，伞形科最多，有13种，菊科有4种。油脂植物46科、89属、115种，其中蔷薇科、菊科、十字花科、唇形科等种类较多。有木材植物33科，56属，76种，绿化植物47科，86属，103种，其中蔷薇科11属17种，松科5属9种，蝶形花科6属7种，菊科5属5种，木兰科2属5种，百合科4属4种。食用植物48科，91属，108种，以蔷薇科、十字花科、蝶形花科、壳斗科、禾本科和虎耳草科居多。药用植物63科，197属，309种。其中菊科有27属49种，毛茛科有11 属34种，蝶形花科有15属23种，伞形科有14属18种。饲料植物24科，53属，64种，其中禾本科有18属23种，蝶形花科有6属10种，蔷薇科有2属4种。纤维植物24科，41属，48种，其中禾本科有5属5种，松科有4属5种，荨麻科有4属4种。
玉龙雪山有藻类植物约31科72属196种；地衣植物约17科14属20多种；苔藓植物中有苔类45种、藓类130种，蕨类植物220多种；种子植物有171科804属2646种。