公园气候温和，属温带大陆性气候，所在地区属太行山中段，并有多条溪流从这里发源注入汾河和沁河。园内植被良好，森林密布，森林覆盖率为48.5%，在山西省名列前茅。森林结构以天然次生林为主，占89%，其余为人工林。主要树种为油松，是山西省油松集中分布地区，素有“油松之家”之称，其中灵空山有全国最大的油松“九杆旗”，号称油松之王。除油松外，园内其他树种还有华北落叶松、白皮松、杜松、杨树、桦树、辽东栎、五角枫等。药用植物也很丰富。