Парк находится в юго-восточной части Марийской АССР, в бассейне р. Илеть – левого притока Волги, и входит в полосу смешанных лесов лесной зоны.
Устройство поверхности МАССР исследовал Б. Ф. Добрынин (1933), а позже В. Н. Смирнов (1957). Были выделены 3 основные геоморфологические области: возвышенная северо-восточная, песчаная низменность левобережного Заволжья, область высокого правобережья Волги. На геоморфологию первой области влияние оказал Марийско-Вятский вал, в южной оконечности которого и расположен национальный парк Марий-Чодра.
Марийско-Вятский вал начинается в Кировской области, проходит в меридиональном направлении по Марийской АССР и заканчивается в Татарской республике. Наибольшее развитие он получил в Марийской АССР. Его длина здесь около 130 км, ширина до 40 км, наибольшая высота 284 м над ур. моря. Речные долины, прорезающие вал, глубоко врезаны и в некоторых местах напоминают горные ущелья. Этот район (Горное Заделье) Б. Ф. Добрынин относит к низкогорным местностям. В южном направлении вал понижается и распадается на отдельные широкие возвышенности – Керебелякскую, Кленовогорскую и др. Последняя находится примерно в центре парка.
Более современное и детальное физико-географическое районирование сохранило области, установленные Добрыниным, и выделило в них 6 физико-географических районов. Территория природного парка входит в Илетский возвышенно-равнинный южнотаежный район с развитием современного карста.
В геологическом отношении территория Марийской АССР входит в состав восточной части Русской платформы. Ее фундаментом служат кристаллические породы (граниты, гнейсы и др.), покрытые толщей осадочных отложений. Наиболее древние породы, выходящие на поверхность, принадлежат пермскому периоду и представлены уфимским, казанским и татарским ярусами. Выходы уфимского, самого древнего, яруса очень редки. Отложения казанского и перекрывающего его татарского ярусов встречаются на поверхности чаще.
Породы казанского яруса – известняки, доломиты, мергели, песчаники, серые глины и гипс – отличаются большей пористостью и стойкостью к процессам размыва, чем пласты татарского яруса. Поэтому казанский ярус создает более расчлененный рельеф, с крутыми склонами и карстовыми образованиями (провальные формы рельефа), что особенно типично для поднятий Марийско-Вятского вала: Каменной горы, Катай-горы, Б. и М. Карман-Курык, Кленовой горы и др.
Татарский ярус состоит из пестроцветных мергелей (природной смеси глины, извести, песчаников): бурых, вишнево-красных, зеленовато-серых глин, песков и конгломератов. В нижней части яруса также встречаются прослои известняков, доломитов и гипса. В измененном виде породы татарского яруса принимают участие в почвообразовании как материнские и подстилающие породы. Однако главным субстратом почв послужили отложения четвертичного периода. Четвертичные отложения чаще всего – продукты деятельности ледниковых вод. Они представлены мелко- и среднезернистыми песками, иногда переслаиваются глинистыми песками. Хребтовая часть Марийско-Вятского вала (выше 200 м) не покрывалась ледниковыми водами. Поэтому здесь получили развитие отложения коренных пород – элювиальные (оставшиеся на месте продукты выветривания) и делювиальные (наносы талых и ливневых вод) – покровные структурные глины и суглинки.
К четвертичному периоду основные черты рельефа были те же, что и сейчас. Ведущая роль в формировании рельефа восточной части республики принадлежала Марийско-Вятскому валу. С приближением к р. Илеть вал расчленяется на шатрообразные возвышенности, самая южная из них – Кленовая гора.
Кленовогорская возвышенность как бы встала на пути Илети, пробивающейся к Волге, и река, обтекая ее, повернула на запад. Северные склоны горы крутые, местами образуются осыпи и обрывы. Дойдя до западной оконечности возвышенности, река поворачивает на юг и принимает свой правобережный, наиболее крупный приток – Юшут. Кленовогорская возвышенность сложена коренными пермскими породами. Склоны ее, кроме северного, особенно в нижней части, перекрываются песчаными древнеаллювиальными наносами, а в пойме Илети формируются современные отложения.
Климат умеренно теплый. Преобладают юго-западные ветры, приносящие воздушные массы умеренных широт. Нередки вторжения арктических воздушных масс, вызывающие зимой значительные понижения температуры, а весной и осенью заморозки. С приходящими циклонами из Атлантики поступает и морской воздух, вызывая дождливую погоду летом, потепления, а порой и оттепели зимой. Антициклоны, вызывающие противоположный тип погоды, также не редки. В среднем циклонические процессы занимают 165 дней, а антициклонические – 154 дня в году. В отдельные годы оказывают влияние воздушные массы континентального происхождения, они приносят с юго-востока летом и весной жаркую и сухую погоду.
Среднегодовая температура воздуха, по многолетним наблюдениям ближайшей метеостанции Морки, расположенной в 50 км от парка, 2,5°, средняя температура самого теплого месяца (июля) 18,3°, самого холодного (январь) –14,1°; абсолютная максимальная температура равна 36°, минимальная –49°. В суровую зиму 1978/79 г. абсолютный минимум по станции Морки достиг –51,5°.
Среднегодовая сумма осадков равна 498 мм, за холодный период (ноябрь – март) – 122 мм, за теплый (апрель – октябрь) – 376 мм. Устойчивый снежный покров лежит 150–154 дня, достигая средней мощности 47 см. Вегетационный период длится 170–172 дня. Особенность погодных условий территории национального парка – несколько меньшая среднегодовая температура, более низкие абсолютные минимальные тем пературы, меньшая продолжительность безморозного периода, что связано с более восточным и возвышенным его положением.
Из неблагоприятных природных явлений следует указать на засухи, которые создают условия для возникновения лесных пожаров. Сильный пожар 1972 г. уничтожил более 70% площади лесов Марийского государственного заповедника, после чего он прекратил свое существование. Следы еще более сильного пожара 1921 г. и поныне обнаруживаются в лесах природного парка. К счастью, такие засухи не часты. По данным Н. В. Колобова (1968), за 80 лет наблюдений было 7 лет с засухами, т. е. повторяемость составила 9%. Второй неблагоприятный фактор – периодически повторяющиеся суровые зимы. Они вызывают усыхание отдельных компонентов широколиственных лесов: дуба, клена, лещины. Так было в зимы 1939/40, 1941/42 и 1978/79 годов.
Гидрологические условия и характер вод весьма своеобразны. Гидрографическая сеть представлена р. Илеть и ее притоками Юшутом, Арбайкой, Убой, Петьялкой, Тимшой и многочисленными, часто безымянными речушками и ручьями. Много карстовых и поемных озер. Заболоченность невелика; 92,8% площади болот находятся в долинах рек, остальные болота – переходного типа, они расположены на слаборасчлененных водораздельных территориях.
Илеть среди малых рек самая многоводная, с интенсивным подземным питанием. Поэтому она во многих местах не замерзает даже зимой, а летом ее вода холодна; течение относительно быстрое, жесткость воды высокая.
В районе Кленовой горы в Илеть выходят более 20 источников. Наиболее значительный – Зеленый ключ, бьющий у подошвы горы на левом берегу Илети, примерно в 2 км выше устья Юшута. Зеленый ключ является сульфатно-кальциевым лечебно-столовым источником с общей минерализацией воды 2,3 г/л. Расход воды – от 1000 до 1540 л/с. Воду можно использовать при лечении заболеваний желудка, печени, мочевыводящих путей и при нарушении обмена веществ. Интересен выход подземного источника в долине Илети ниже Зеленого ключа, в п. Красногорский. Он изливается в самом поселке из-под известкового склона. Под названием р. Атлашка он течет по поселку и через 2 км вливается в Илеть.
Озера придают особую живописность ландшафтам. В лесопокрытой долине Илети много поемных старичных озер разнообразной величины и формы. Все озера провального происхождения, лесные, за исключением Кожла-Солинского. Среди них есть и богатые лечебными грязями. Более крупные и более доступные озера – Яльчик, Кичиер – уже имеют на своих берегах здравницы. На Яльчике (длина 1600 м, ширина 250– 900, глубина до 32 м) расположены дом отдыха, спортивно-оздоровительные и пионерские лагеря. В них отдыхают более 300 человек. На оз. Кичиер, почти равном Яльчику, но с зарастающей на востоке мелководной частью, расположились два санатория. Озера Глухое, Конаньер, Мушандер и более мелкие и отдаленные осваиваются неорганизованными туристами. Кожла-Солинское озеро находится в п. Красногорский. На берегу озера расположен административный центр парка.
Вода лесных карстовых озер отличается высокой прозрачностью, за исключением заторфовывающихся. Особенно славилось этим оз. Яльчик. Но к сожалению, перегрузка озера отдыхающими, вольными посетителями, рыбаками привела за последнее время к увеличению мутности воды.
Почвенный покров парка разнообразен вследствие различий рельефа и подстилающих пород. Почвенной съемки всей территории парка не производилось. Преобладают зональные дерново-подзолистые почвы. На некоторых участках карбонатность коренных пород привела к формированию интразональных почв. Марий-Чодра входит в Шоро-Илетский и частично в Звениговский почвенные районы. Доминирующее положение занимают песчаные и супесчаные слабо- и средне-подзолистые почвы на древнеаллювиальных песках. Они же выстилают, за исключением пойм, долину Илети и ее притоков. Незначительные площади среди песчаных и супесчаных почв в замкнутых понижениях составляют торфяно-болотные почвы.
Ближе к подошвам Керебелякской и Кленовогорской возвышенностей сформировались дерново- слабо- и среднеподзолистые песчаные и супесчаные почвы на маломощных древнеаллювиальных песках, подстилаемых пермскими глинами и суглинками. По отлогим склонам возвышенностей развиты слабо- и среднеподзолистые супесчаные и суглинистые почвы. По более крутым склонам встречаются дерново-карбонатные оподзоленные суглинки на пермских карбонатных отложениях.
На верхних частях склонов возвышенностей, и в особенности по платообразным или изрезанным лощинами, оврагами и провальными образованиями водоразделам, развиты дерново-слабоподзолистые суглинистые почвы на структурных суглинках, подстилаемых пермскими мергелями и известняками. Встречаются и хорошо гумусированные суглинистые почвы, которые отнесены В. Н. Смирновым и Е. И. Ивановой (1973) к типу серо-бурых лесных почв, а более поздними исследованиями (Газизуллин, Алеев, 1985) – к бурым лесным почвам. Их формирование в зоне подзолистых почв обязано богатству почвообразующей горной породы, интенсивности биологического круговорота, усиленной аэрации. Это область произрастания широколиственных плакорных лесов.
В пойме Илети, которая в пределах природного парка покрыта лесом, распространены супесчаные и легкосуглинистые пойменные слоистые почвы (прирусловая пойма), пойменные зернистые почвы (центральная пойма), иловато-болотные, торфяно-иловато-глеевые (притеррасная пойма). В местах развития излучин, где активно происходит процесс разрушения берегов и отложения наносов современного аллювия, в особенности в пору разлива весенних вод, формируются погребенные пойменные почвы. Здесь господствуют пойменные дубравы или сменившие их липняки, осинники и местами березняки, а в притеррасной пойме и внутренних частях излучин – ольшаники.

© А.К. Денисов, Н.В. Абрамов, С.А. Денисов, 1999 г.