神农架是湖北长江和汉江的分水岭。神农架林区共有四大水系，分为香溪河、沿渡河、南河、堵河四大流域，境内有大小河流317条，其中：超过1000平方公里的河流1条。神农架的水能资源十分丰富，年平均降水总量为36.44亿立方米，多年平均径流总量为22.004亿立方米，水资源总量为22—25亿立方米，人均占有水资源13591立方米。

神农架林区河谷具明显幼年期特征，河谷陡险，横断面多呈“v”形，坡降大，水流急，受特定的地理条件制约，神农架水资源除少量的农业灌溉用水、工业用水和社会生活用水外，主要是在水能资源的开发利用上。根据勘测表明，神农架水能资源理论蕴藏量为57万千瓦，可开发利用为35 万千瓦。

按照中国动物地理区划，神农架属东洋界、华中区、西部山地高原亚区。通过对75种兽类、236种鸟类和63种两栖爬行类的成份分析，东洋种占优势，占总种数的64.97%。广布种其次，占总种数的17.65%。古北界种占总种数的17.38%。可发现南方和北方物种混杂现象，表现出过渡性特征。