桐木村纬度较低，海拔较高，山峦重叠，山势高峻，群山林立，坡度一般为75°~80°，落差极为悬殊，最高处与最低处相差逾1700米；溪流侵蚀，深度可达500米以上，地形十分复杂，平均海拔800米。境内黄岗山主峰海拔2157.8米，是整个华东地区的最高山峰，被誉为“华东屋脊”“武夷支柱”。
桐木关是武夷山脉断裂垭口，海拔高度1100米，闽赣古道贯穿其间，系古代交通与军事要地，为武夷山八大雄关之一。立关北望，可见两侧高山耸峙入云，V形的大峡谷犹如一道天堑，直向江西铅山县延伸。这是地质活动造成的桐木关断裂带，为我国著名断裂带之一，景致极为雄奇壮观。
在黄岗山东南坡，海拔高度超过2000米的山峰有8座，超过1500米的山峰有112座。山脉呈东北-西南走向。这种地势，在冬季，对南下的冷空气和寒潮起着一定的屏障作用；在夏季，对来自海洋的暖湿气流有显著的阻挡作用。
桐木村位于武夷山脉的东南坡，降水充沛，相对湿度大，气候温暖湿润。年平均气温12~18℃，无霜期235~272天，全年≥10℃的有效活动积温为3500~4000℃；年降水量一般为1486~2150毫米，相对湿度平均在78%~84%，全年雾日长达120天。具有年均气温低、四季温度变幅小，中午热、早晚凉、昼夜温差大，雾日长、漫射光多、紫外线强，小气候明显的特点，十分有利于茶树的生长。
桐木村属典型亚热带季风湿润气候，植被发育状况最为良好，且保存完整。我国已故著名茶叶专家、原国家茶叶质检中心主任骆少君女士称：“如今，在我国能保存这么一块未受污染的世界环境保护的典范，是茶界的福气。”
未遭受第四纪冰川侵袭，森林覆盖率高达96.3%，常绿阔叶林带、针阔混交林带、针叶林带、山地矮曲林带、山地草甸五个植被类型带在这里依次分布。
从现存的一些珍稀孑遗植物，如银杏、南方铁杉、香榧等古遗树种看，有的树龄已在5000年以上，有的胸径在15米以上。这些树种，在第三纪及以前，曾广泛分布于北半球各地，第四纪冰川时期大多被毁灭，只有部分在我国一定的地理环境下得以保存。据科学考察，目前在武夷山自然保护区内生长的古遗植物有50多种，故武夷山又有“第三纪及以前古植物避难所”之誉。
武夷山国家级自然保护区得天独厚的自然生态环境，是茶树赖以生存的基础。这里茶树的品种丰富。现已查明的山茶科植物有10属35种。
仅以叶形为准，就有武夷菜茶代表种、小圆叶种、瓜子叶种、长叶种、小长叶种、水仙形种、阔叶种、圆叶种和苦瓜种9种类型，现已列入福建省茶树优异种质资源保护区加以保护。
桐木境内山峦起伏，深山古木，山环水绕，溪流纵横，清泉、飞瀑、山涧随处可见，终日云雾弥漫，缭绕如幻，孕育灵气。步移景换，令人流连忘返。黄岗山上的云雾更是千姿百态，风情万种，变幻莫测。时而波涛浩瀚为海，时而朦胧缥缈如纱，“千山烟霭中，万象鸿蒙里”。置身其间，如入蓬莱方丈、太虚幻境，令人浮想联翩。
