El clima de Cúllar es de tipo Mediterráneo Continental, derivando hacia Mediterráneo de Montaña en las zonas altas de serranía; es un clima de veranos secos y no excesivamente calurosos dada la altitud del municipio (entre 24-26 ºC de temperatura media) y un invierno frío (4-6ºC). La amplitud térmica diurna o extremos de temperaturas es alta. Las precipitaciones o lluvias rondan los 350-400 mm anuales en la mayor parte del municipio, si bien son generalmente crecientes con la altitud hasta los 550-600 mm registrables en zonas de montaña como la Sierra de Orce.

La primavera y sobre todo el otoño concentran la mayor parte de las precipitaciones anuales y son estaciones moderadamente templadas. Los fenómenos de nieve y hielo son frecuentes sobre todo a finales del invierno con una media de 8-10 días de nieve en zonas serranas del municipio como las Sierra de Periate y Orce, hecho meteorológico que propicia magníficas cuencas visuales paisajísticas de gran contraste y calidad.

Uno de los rasgos más significativos de la ecología cullarense es la importante biodiversidad de su flora y fauna debido a la existencia de diversos biotopos y hábitats naturales. La existencia de microambientes es continua en el territorio por diferentes condiciones físicas y sobre todo microclimáticas y, si bien pueden trazarse generalidades ecológicas, existen notables variables microespaciales dentro del territorio.

La conservación de estos hábitats naturales cullarenses es importante por su biodiversidad y freno a la creciente desertificación que amenaza las Altiplanicies. En Cúllar existen numerosos enclaves biogeográficos donde se presentan pirámides ecológicas bien estructuradas de gran interés científico y social por el aprovechamiento sostenible y renovable de recursos naturales significativos para la economía local, caso de los recursos forestales, la caza y el turismo ecológico, actividades económicas que pueden articular una futura y provechosa red de desarrollo local sostenible.

Las Serranías del Nordeste, caso de las Sierras de Orce-Cúllar y Sierras sur de Cúllar están dentro de la propuesta como Lugar de Importancia Comunitaria para la futura Red Natura 2000 de la Unión Europea donde se pretende la conservación de hábitats significativos para la conservación de los recursos naturales europeos. En la actualidad estos espacios forestales cullarenses están calificados como Complejos Serranos de Interés Ambiental según la normativa urbanística municipal y provincial, que además protege la vega del río Cúllar por su interés agrícola.

El municipio se engloba en la Provincia Bética de Vegetación, dentro del Sector Guadiciano-Bacense y el Distrito Guadician-Cullarense como área espacial menor. Existen tres pisos de vegetación o conjunto de flora asociada en determinadas cotas de altura que están presentes en el municipio.

En las Sierras Sur de Cúllar aparecen comunidades de encinar, coscoja, ocasionales madroños, madreselva, romero o jazmín de monte. En la zona occidental del municipio o área subárida, con áreas como las Cañadas del Salar o del Caballo, aparece la Serie Rhamno lycioidis-Quercus coccifera con coscojas, aulagas, torvizco, romero, esparto que configuran un chaparral degradado pero muy valiososo por su diversidad florística, donde destaca un conjunto abundante de plantas aromáticas y medicinales tradicionalmente explotadas por la comunidad local. En zonas halófilas o salitrosas frecuentes en las cañadas occidentales del municipio aparecen tarajes, limonios y barrillas.

Los bosques, galería de los cauces de agua cullarenses, son resaltables en zonas como Pulpite o Rambla Bermeja y sobre todo en la cuenca media-baja del río Cúllar donde presenta buenos retazos de alamedas, saucedas, saúcos, tarajales o juncos.

Los recursos forestales han sido intensamente explotados por la comunidad local. Destaca la recolección de plantas aromáticas como actividad tradicional de interés económico, ya que la transformación de esencias ha desaparecido, si bien existieron destiladoras. Los materos de Cúllar aún aprovechan una extensa variedad de plantas aromáticas o esparto. El tomillo y el romero son las plantas más explotadas, además de especies con gran interés curativo como el rabolargo o el saúco. La variedad de setas y creíllas, especie de tubérculo enterrado de gran sabor, convierten a Cúllar en un área muy interesante para la afición micológica ya que se recolectan níscalos, seta de cardo cuco y seta de chopo, muy estimadas localmente para su consumo. El carboneo es una actividad ya desaparecida, si bien se mantiene la recolección de leñas para horno. La miel cullarense tiene una magnífica calidad por la diversidad florística del entorno.

La diversidad ecológica del municipio y la existencia de coberturas vegetales diferenciadas origina una de las mejores representaciones faunísticas de Andalucía. Abundantes liebres, perdices, zorzales, conejos, reptiles y una impresionante variedad de aves insectívoras o granívoras sirven como base de alimentación de aves rapaces y mamíferos carnívoros. Mamíferos ungulados como el jabalí y el cada vez más presente ciervo tienen poblaciones considerables, sobre todo en las Sierras Sur.

La ornitología de Cúllar es una de las más biodiversas de la provincia de Granada. El encuentro y observación de aves es notable en los espacios netamente forestales o áreas escasamente antropizadas del municipio. Destacan zonas como las Sierras Sur, el Alto Altiplano y la Sierra de Orce, donde es frecuente la observación de grandes rapaces que utilizan las zonas más llanas como área de campeo: Águila Real, Culebrera, Calzada y Perdicera aún mantienen efectivos poblacionales en el municipio.

Son especialmente abundantes los Falconiformes, caso del Cernícalo Común y Primilla, éste muy escaso y amenazado, el Gavilán y las escasas parejas de Halcón Peregrino. El Aguilucho Cenizo, que ocupa zonas de la altiplanicie cerealística, y el Azor, con preferencia por los medios forestales más densos, completan la relación de rapaces diurnas.

Rapaces nocturnas como el Búho Real, Mochuelo, Lechuza y Cárabo y necrófagas como el Buitre Leonado completan las aves predadoras del municipio. Aves estepáricas como el Alcaraván y el Sisón ocupan las zonas centrales y llanas del Altiplano, áreas marcadamente cerealísticas muy favorables para su desarrollo.

La variedad de aves insectívoras o granívoras de pequeño porte es especialmente significativa en medios forestales y espacios abiertos con especies como Carbonero, Petirrojo, Totovía, Pico Picapinos, etc.

La comunidad de carnívoros mamíferos se distingue por el frecuente avistamiento nocturno que indica efectivos poblacionales considerables. Gineta, Comadreja, Garduña, Tejón y Turón ocupan ramblas o zonas densamente forestadas, compartiendo función ecológica con el Gato Montés, muy presente en las zonas con vegetación abundante.

Peces como el Barbo habitan la cuenca media del río Cúllar junto al Cangrejo Rojo americano quien ha colonizado por repoblación incontrolada estas aguas en sustitución del Cangrejo Común autóctono, prácticamente desparecido. La Anguila es muy ocasional en la cuenca más baja del río Cúllar.