Климат
Национальный парк расположен на границе двух климатических областей разной степени континентальное – атлантико-лесной и континентальной западносибирской. В целом территория парка находится в климатическом районе с прохладным и избыточно-влажным климатом, для которого характерны следующие показатели: продолжительность безморозного периода – 70-105 дней, максимальные температуры – до +38°С , минимальные – до -50°С, среднегодовое количество осадков 500-1000 мм, продолжительность периода с устойчивым снеговым покровом 160-190 дней (высота снежного покрова – 41 см), влажность воздуха – 64-84%. В районе преобладают ветры западных румбов.

На территории парка существуют два различных климатических пояса, первый из которых охватывает гольцовые вершины и подгольцовые леса и луга, а второй – долины и нижние склоны гор. Климат таганайского высокогорья и долин существенно различен. Так, среднедекадная температура воздуха на вершинах на 3° ниже, чем в долинах, при этом показатель достигает максимального значения летом, а зимой разница температур минимальна. В среднем за год в долинах выпадает на 200-300 мм осадков меньше, чем на вершинах. Для горных условий района отмечается большое количество дней с туманом – 237 дней в году.

Отличительной особенностью погодных условий на территории парка является их внезапная смена. В пределах хребтов резкое похолодание наступает буквально в считанные минуты и даже в начале лета, в июне, здесь может выпасть значительный слой снега. Иногда за несколько часов может произойти картина смены едва ли не всех четырех времен года.

Геология и рельеф
Территория парка представляет собой систему среднегорных хребтов меридиональной ориентации. Самым западным из них является Назминский хребет (высота до 884 м) с его северным продолжением – хребтом Долгий мыс (средние высоты около 600 м). Центральную часть национального парка занимает Таганайский горный массив.

Его западную часть занимает хребет Большой Таганай с четырьмя выделяющимися вершинами – Двуглавой сопкой (1034 – 1041 м), Откликным гребнем (1155 м), Круглицей (1178 м – наивысшая точка национального парка “Таганай”) и Дальним Таганаем (1112 м), который своим шестикилометровым отрогом, вытянутым на северо-восток, плавно переходит в хребет Юрма (1002 м). В центральной части парка расположены: короткий хребет Средний Таганай (959 м) и к востоку соединяющийся с ним через плато хребет Малый Таганай (1033 м). Восточная граница парка проходит по Уральскому хребту (930 м), переходящему на севере через седловину в хребет Ицыл (1068 м). Большинство этих хребтов, за исключением Большого Таганая, слабо расчленены и имеют центральную осевую часть с расположенными в ее пределах вершинами, представляющими собой скальные гребни. Хребет Большой Таганай не имеет четко выраженной осевой части и разделяется на два крупных кряжа: южный с вершинами Двуглавая сопка – Откликной гребень -Круглица и северный – Дальний Таганай с отрогом. Между конгломератами хребтов располагаются долины рек Большой Киалим и Малая Тесьма. Крутизна склонов большинства хребтов составляет в их верхней части 25-35°, в средней – 15-25°,в нижней – 10-15°, а в долинах в среднем не более 5°.

Вершины хребтов чаще всего скалисты и малодоступны, увенчаны причудливыми останцами и крутыми гребнями. Наиболее впечатляюще в этом отношении выглядит Откликной гребень. Склоны многих вершин (Круглица, Ицыл) представляют собой сплошные нагромождения крупных каменных глыб – курумники. Эти каменные осыпи образуют у подножия целые “каменные реки”, самая крупная из которых находится в седловине между Двуглавой сопкой и Средним Таганаем. Эта Большая Каменная Река тянется на протяжении около 6 км и достигает в ширину 100-200 м.

Геологическая история Таганая – часть истории формирования горной Уральской страны (позднепалеозойской складчатой области), завершение строительства которой произошло 25 млн. лет назад в кайнозое. Хребты Юрма, Большой Таганай, Ицыл, Уральский хребет сложены позднепротерозойскими отложениями возрастом около 1,5 млрд. лет, из которых в районе национального парка “Таганай” преобладают кристаллические сланцы, кварциты и их разновидности. Широкое распространение на территории парка имеют интрузивные породы типа габброидов, гранитов и гранитогнейсов. Уникальная разновидность таганайских кварцитов, самый знаменитый из таганайских камней – авантюрин (таганаит) – является ценным поделочным камнем.

В целом Таганай очень интересен с точки зрения изучения его геолого-структурных форм, истории образования в общей схеме Уральской геосинклинали, особенно в последний период. Таганай – это сокровищница разнообразных полезных ископаемых. Исключительный интерес представляют рудники и минеральные копи, которые являются богатейшими копилками уральских самоцветов и коллекционных камней и имеют большое научное значение. Здесь имеется зона железорудных месторождений в отрогах Уральского хребта и долины Малой Тесьмы (Тесьминское и Таганайское месторождения), с которыми связаны также месторождения слюды, бурого железняка и благородных минералов.

Зона минеральных копей (хребты Назминский и Долгий мыс) – копилка минералогических жемчужин национального парка – здесь встречаются более 70 видов различных минералов и горных пород: магнетит, эпидот, везувиан, шпинель, клинохлор, кальцит, арагонит, гранаты различных видов, сфен, малахит, циркон и др. В этом же районе (Евграфовское горы Назминского хребта) расположены Надеждинский и Евграфовский медные рудники, где в начале XIX века непродолжительный период велась добыча медной руды. Все минеральные копи национального парка отнесены к геологическим памятникам природы.

Гидрография
По территории национального парка проходит граница водораздела между двумя крупнейшими бассейнами России – Волжско-Камским и Обь-Иртышским, относящимся в свою очередь к бассейнам Каспийского моря и Северного Ледовитого океана. При этом Волжско-Камский бассейн собирает почти все реки парка – р.Куса с многочисленными притоками, в числе которых четыре малых речки Шумги, Большая и Малая Тесьма, Черная Речка. И только одна река – Большой Киалим – относится к Обь-Иртышскому бассейну.

Водораздел между бассейнами Волги и Оби проходит по хребтам Юрма, Большой Таганай, далее – по северному отрогу Среднего Таганая, горе “Монблан”, северной оконечности Малого Таганая и выходит на вершину Острая Уральского хребта, по которому следует далее на юг.

Питание рек осуществляется за счет атмосферных осадков, выходов грунтовых вод и воды, аккумулированной в болотах.

Подземные грунтовые воды чаще всего выходят на поверхность в виде горных ключей, которых в районе Таганая десятки. Самым известным из них является Белый ключ на восточном склоне Двуглавой сопки. Подземные воды Таганая очень слабо минерализованы. Температура воды в горных ключах и речках Таганая даже в самое теплое время года (июль) не превышает +16°С, в Белом ключе – от +3 до +4° С .

Общая площадь болот сравнительно невелика, однако в урочище Киалимская падь во впадине тектонического происхождения расположено Таганайское болото (Большое моховое болото) площадью 36 км² – пятое по величине среди болот Челябинской области.

Реки Большая Тесьма, Большой Киалим, Шумга Первая, Шумга Вторая, Шумга Третья и родник Белый ключ являются гидрологическими памятниками природы.

Почвы
Наиболее распространены на территории парка разновидности горных почв: горно-тундровые и горно-луговые почвы, горные дерново-подзолистые и горные серые лесные почвы.

Остроконечные вершины гор на Таганае почти всегда окружены кольцом крупноглыбовых каменных осыпей. В подгольцовом поясе встречаются дерново-луговые почвы, которые характеризуются относительно большой мощностью (40-50 см), рыхло задерненной поверхностью.

Дерновые горно-лесные почвы низкорослых лесов по механическому составу глинистые и суглинистые и имеют очень однообразный профиль коричнево-бурой окраски.

Под лесами горно-лесного пояса распространены горные серые лесные почвы, а на заболоченных участках с ними сочетаются болотные торфяно-глеевые почвы.

© Справочник "Национальные парки России". Москва: Изд-во Центра охраны дикой природы, 1996 г.