Frío, árido y ventoso, con gran amplitud térmica diaria. Las temperaturas medias son de 19° C en verano (con máximas de hasta 40 ° C) y 7° C en invierno (con mínimas de -15° C); hasta 200 mm anuales de lluvia, concentrados en la época invernal; nevadas de consideración en los meses más fríos; vientos predominantes del oeste a un promedio de 70 km/h, con ráfagas superiores a los 140 km/h. La temporada ideal para visitarlo es primavera y verano.
En ese lugar, que hoy es inhóspito para muchas especies, se desarrolló un gran y exuberante bosque de araucarias ancestrales (Araucaria miriabilis) junto con especies de pinos, helechos, cicas y benetitales semejantes a palmeras (hoy extintas). Hace 150 millones de años el paisaje era muy diferente al actual. Por ejemplo, la Cordillera de los Andes no existía como tal y en su lugar se extendía el mar. La ubicación, más cercana al ecuador, fomentó un clima más calido y húmedo. Hoy, restos de troncos de hasta tres metros de diámetro y más de treinta de largo son testimonio ineludible de ese pasado lejano.
Como representantes de la fauna local actual se pueden observar, entre las aves: el choique o ñandú petiso, símbolo de las aves corredoras australes, perdices como la copetona y el keú patagónico, el carancho, el águila mora, loicas y tucúqueres, y otras especies típicas de los arbustales de la estepa como el patagón y el coludito de cola negra. y entre los mamíferos más conspicuos guanacos, piches y zorros grises.
Las pequeñas manadas de guanacos pueden verse cercanas a los senderos de araucarias petrificadas. La población de estos herbívoros está íntimamente ligada a la disponibilidad de vegetales, porque los largos períodos de sequía ocasionan una gran mortandad de los mismos. A su vez, son perseguidos por los estancieros de la zona, argumentando que compiten con el ganado doméstico en las pasturas y el agua.
Otro mamífero herbívoro es la mara o liebre patagónica, desplazada en parte por la liebre europea, que también habita el territorio del Monumento Natural Bosques Petrificados.
Entre los depredadores encontramos al gato montés, el gato del pajonal y el puma, a los que los hacendados acechan por considerarlos un fuerte impacto sobre el ganado. Los zorros grises y colorados son los carnívoros menores del área, muy codiciados por sus pieles. También habitan el lugar el zorrino y pequeños cavadores como el piche patagónico, los chingolos y las lagartijas de variadas tonalidades.
La estepa patagónica presenta en esta región su vegetación típica, que apenas tapiza el suelo, adquiriendo la apariencia de un desierto. Es tanta la aridez del suelo que verdaderamente sorprende la adaptación de la flora a condiciones ambientales tan adversas. La vegetación rala y achaparrada, de muy diversa posición taxonómica, toma formas compactas y semicirculares, cubierta por una espesa cutina que disminuye la evaporación. Bajo este aspecto, si el invierno tuvo importantes precipitaciones de agua o nieve, en primavera se distinguen por cactáceas de grandes flores anaranjadas y varios géneros de margaritas de colores amarillos y, más raros, blanco-rosados. Si, en cambio, la estación invernal fue seca, el proceso se invierte: no hay germinación ni rebrote y, en consecuencia, no se desarrolla la flora.
Sobre los cañadones crecen arbustos que llegan hasta los 3 m de altura como molles, duraznillos, coirones amargos, algarrobos patagónicos, matas negras, colapiches y calafates, entre otros.
En los ambientes de humedad casi permanente como los pequeños mallines crecen los juncos y, en áreas más desérticas, sólo proliferan algunos líquenes y arbustos chicos de hojas reducidas.
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