Charakteristickou črtou je prítomnosť bizarných dolomitovo-vápencových brál v okolí Kráľovej studne, Blatnickej, Gaderskej, Necpalskej, Belanskej a Žarnovicovej doliny. Táto oblasť je známa aj z hľadiska častého fenoménu krasových javov (skalné zrázy, plošiny, jaskyne, kaňony a iné).
3. Liptovská Veľká Fatra zaberá severnú a severovýchodnú časť. Najvýznamnejšími vrcholmi sú Šiprúň (1461), Kľak (1394) a Tlstá hora (1208). Výrazná tektonická porucha je vyjadrená dolinou Ľubochnianky. Z geologického hľadiska sú prítomné horniny z krížňanského a chočského príkrovu.
4. Smrekovická Veľká Fatra zaberá malú časť na severe a je zložená hlavne z kryštalických hornín a hornín obalovej jednotky. Významnými vrcholmi sú Smrekovica (1488) a Jarabina (1314).

Najdôležitejším činiteľom, ktorý vplýva na podnebie Veľkej Fatry je zemepisná poloha a reliéf. Výsledkom sú veľké klimatické (teplotné) odchýlky na malom území. Veľká Fatra má v nižších oblastiach mierne chladné podnebie, a v hrebeňových častiach chladnú horskú klímu. V dlhoročnom priemere je najchladnejším mesiacom január. V oblasti Krížnej, Ostredku a Smrekovice klesajú na –7°C, na ostatnom území –5 až –6°C. Na najvyšších miestach Veľkej Fatry býva do roka priemerne 180 dní, keď teplomer ukazuje hodnotu pod bodom mrazu. Dní s celodenným mrazom býva 60 aj viac. Najteplejším mesiacom je júl, kedy na vrcholoch býva priemerne 12°C. Na ostatnom území dosahujú teploty 12 až 16°C. Priemerné ročné teploty sa znižujú od Turčianskej kotliny (7 – 8°C) smerom do pohoria, kde napríklad na vrcholoch Krížnej a Ploskej dosahujú 2°C.
Nadmorská výška je rozhodujúcim činiteľom, ktorý vplýva na množstvo a rozloženie zrážok. Ročný priemerný zrážkový úhrn je 1200 až 1400 mm. Najbohatším mesiacom je júl, kedy naprší 150 – 175 mm. V zimnom období dosahuje snehová prikrývka 100 – 200 cm. V závislosti na nadmorskej výške sa sneh udrží 100 až 180 dní do roka.

Na rozšírení jednotlivých pôdnych typov má vplyv rôznorodosť geologického podložia, podnebie, reliéf a iné fyzickogeografické prvky. Najrozšírenejším pôdnym typom sú rendziny. Podložnými horninami sú slienité vápence, vápence a dolomity bohaté na vápnik a horčík. Tento typ obsahuje iba jeden horizont, a to humusokarbonátový. Na horninách kryštalinika vznikli horské hnedozeme, ktoré obsahujú tri horizonty. So zvyšovaním nadmorskej výšky prechádzajú do podzolových hnedozemí. V oblasti Smrekovice vznikli humusové podzoly, ktoré obsahujú väčšie množstvo zrážok.

Na území Veľkej Fatry prevažujú horské druhy živočíchov.