世界最完整的晚前寒武纪地层单元：神农架世界地质公园记载着16亿年以来地壳沧海桑田变迁的历史，保存有中元古代十分完整的地层——神农架群；有代表着罗迪尼亚超大陆裂解事件的辉绿岩墙；有新元古代早期冰期事件的见证——南沱冰碛岩；有分布广泛的叠层石化石群。独特的晚前寒武系地层、典型的断穹构造、第四纪冰川遗迹等，具有极高的保护价值、科学价值和国际对比意义,是世界罕见的天然地质博物馆。
北亚热带完整的山地植被垂直带谱：神农架由于山体海拔高差达2700 m, 从低海拔到高海拔依次发育有常绿阔叶林带、常绿落叶阔叶混交林带、落叶阔叶林带、针阔混交林带、针叶林带及亚高山灌丛和草甸带，呈现出植被垂直带谱的地带性和完整性以及不同垂直带群落物种更替等特点。
亚热带亚高山稀有的泥炭藓沼泽湿地生态系统：大九湖盆地海拔1730米，面积9320公顷，在山地冷湿的气候条件下发育出较大面积的亚高山泥炭藓沼泽，是北亚热带面积最大、海拔最高、保存最完好的亚高山泥炭藓沼泽湿地，在北亚热带湿地生态系统中具有典型性、代表性、稀有性和特殊性。入选了《国际重要湿地名录》。
