張家界市的地層復雜多樣，造就了當地的特色景觀。主要有山地、巖溶、丘陵、崗地和平原等，山地面積占總面積的76%，其中最具特色的是石英砂巖峰林地貌，為世界罕見。城市地勢西北高，沿澧水向東南傾斜。

　　張家界境內有木本植物106科320屬850種，脊椎動物146種。其中有國家級保護植物56種，國家級保護動物40種。珍奇樹種有銀杏、珙桐、紅豆杉、櫻花等；名貴藥材有靈芝、天麻、何首烏、杜仲、茅巖莓等；珍稀動物有娃娃魚、蘇門羚、華南虎、云豹、獼猴、靈貓等。