Miejscowy klimat cechuje się mroźnymi zimami i ciepłymi latami ze średnimi rocznymi opadami deszczu na poziomie 570–580 mm, przez co okres wegetacyjny roślin utrzymuje się w granicach od 175-185 dni. Flora i fauna Teren parku narodowego Polesie Orłowskie zdominowany jest przez lasy mieszane, w ich składzie w różnych kombinacjach dominuje sosna zwyczajna, świerk pospolity, lipa drobnolistna, dąb szypułkowy, jesion wyniosły i różne klony (Acer), na niewielkich połaciach leśnych występuje również brzoza brodawkowata i olsza czarna. W mniejszym stopniu występuje roślinność świerczyny borealnej o charakterze typowym dla tajgi. Na jego obszarze rośnie ponad 900 gatunków (według władz parku 914) roślin naczyniowych, chociaż jego obszar nie został jeszcze w pełni zbadany. Ze wszystkich okazów roślinnych występujących na terenie parku około 130 gatunków to według Czerwonej księgi gatunków zagrożonych w Rosji i Czerwonej Księgi regionu orłowskiego gatunki rzadkie i zagrożone wymarciem. Do gatunków tych zalicza się m.in.: kukułka bzowa, sasanka otwarta, kosaciec syberyjski, lilia złotogłów, czosnek niedźwiedzi czy też szachownica kostkowata.