* Khí hậu:
Khu Bảo tồn Thiên nhiên Thượng Tiến có khí hậu chung của tình Hòa Bình, nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, một năm có hai mùa rõ rệt. Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9, lượng mưa bình quân 1600mm chiếm 92,8% lượng mưa cả năm. Mùa khô từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, lượng mưa 126mm chiếm 7,2% lượng mưa cả năm.
Gió:
Gió mùa Đông Bắc thịnh hành vào mùa đông, làm cho Khu Bảo tồn không có mùa khô rõ rệt như Tây Bắc và đồng thời tạo nên nền nhiệt thấp, độ ẩm không khí cao và mưa phùn.
Gió mùa Tây Nam gây khô nóng vào đầu mùa hạ và mưa vào thời gian sau đó.
Gió mùa Đông Nam thổi từ Biển Đông vào, thịnh hành trong các tháng cuối hạ đầu thu, gây mưa chủ yếu cho Khu Bảo tồn.
Với sự ảnh hưởng của 3 khối khí trên đã tạo ra kiểu khí hậu tương đối ôn hòa, không có tháng hạn ở mức khô kiệt.
Độ ẩm trung bình của khu vực đạt 85%, với độ ẩm tối cao là 89% và tối thấp là 80%.
Nhiệt độ bình quân của khu vực là 23oC, với nhiệt độ cao nhất là 29oC, thấp nhất là 10oC. Ở các đỉnh cao như Cốt Ca, đồi Thung có thể có băng giá hình thành trong một thời gian ngắn vào các ngày đại hàn.
* Thủy văn:
Phần lớn hệ thủy của Thượng Tiến có 4 chi lưu và với hệ suối nhỏ chằng chịt, có nước quanh năm, với suối Thượng Tiến chảy vào sông Bôi theo hướng
Đông Nam. Có một số suối nhỏ khác chảy về huyện Lạc Sơn ở phía Nam của Khu bảo tồn.