Geológia
Nízke Tatry ako geomorfologicky jednotný celok z hľadiska geologickej stavby patria k dvom odlišným pásmam centrálnych Západných Karpát. Západná ďumbierska časť patrí k pásmu jadrových pohorí, východná kráľovohoľská časť k veporskému pásmu. Rozhranie medzi týmito dvoma geotektonickými celkami sleduje priebeh tzv. čertovickej línie, pozdĺž ktorej bolo veporské pásmo nasunuté na pásmo jadrových pohorí pri kriedových horotvorných pohyboch.
Klíma
Na území Národného parku Nízke Tatry vzhľadom ku vysokému výškovému rozdielu medzi najvyššie a najnižšie položeným bodom (neďaleko Banskej Bystrice 360 m n.m., na vrchole Ďumbiera 2043 m n.m) môžeme rozlíšiť až 5 klimatickogeografických typov. Horské polohy približne nad 1500 m n.m. majú veľmi studenú horskú klímu s priemernými teplotami v januári -7° až -8° C (na hlavnom hrebeni približne -9° C), priemer teplôt v júli tu dosahuje 7° až 11,5° C. Nižšie položené lesnaté oblasti sa vyznačujú chladnou až studenou klímou, s priemernými januárovými teplotami -5° až -7° C a júlovými teplotami 11,5° až 16° C.
Vodstvo
Oblasť Nízkych Tatier patrí k významným zdrojom vody na Slovensku. Všetky bystriny, potoky a riečky stekajú do dvoch hlavných tokov. Južné svahy odvodňuje Hron, severné Váh a jeho zdrojnica Čierny Váh. Iba malú časť na východných svahoch Kráľovej hole odvodňuje Hnilec.