В Черниговской области климат умеренно-континентальный. Количество осадков колеблется от 550 миллиметров в год в центральных и южных до 580 миллиметров в северо-восточных районах. Наибольшее среднемесячное их количество составило 119 мм, оно зафиксировано в 1947 году. В июле средняя температура +19, в январе - 7 . По территории Черниговского края протекает много рек, из них 196 длинней десяти километров. Главные реки области – Днепр, Десна и Сож. У Десны три левых притока (Остер, Дочь, Сейм) и четыре правых (Мена, Белоус, Снов, Убидь). На юге Черниговщины протекает река Удай. В Черниговской области сооружено 15 водохранилищ, около семи сотен прудов и множество озер.

В северных районах области почвы дерново-подзолистые, в южных - выщелоченные черноземы. В лесах почва преимущественно светло-серая и оподзоленная темно-серая. В поймах рек преобладают луговые и болотные почвы. В области проводилось частичное осушение болот с последующим водорегулированием.

Север региона и правобережье Десны славятся хвойными лесами. В лесостепных зонах растет дуб и граб, в поймах рек – тополь, ольха, черная ива. Фауна региона очень разнообразна, здесь встречается 48 видов млекопитающих, 186 видов птиц, 18 видов пресмыкающихся и земноводных.

Отдельным районам севера области свойственны плоскостной смыв почв и их ветровая эрозия. Карстовые провалы нередки на юго-востоке. Северо-западные регионы пострадали от Чернобыльской катастрофы.

В Черниговской области находится 642 территории с объектами заповедного фонда. Это одиннадцать заказников, дендропарк, 49 заповедных урочищ, зоопарк. Два парка (Ичнянский и Мезинский) имеют статус национальных природных парков.