Distribusi vegetasi dan satwa liar tidak hanya ditentukan oleh kejadian geologis, topografi, dan penghalang-penghalang lain berupa sungai, tetapi faktor fisik lainnya yang berperan penting dalam distribusi ini adalah iklim, terutama curah hujan (MacKinnon, et. al., 2000). Taman Nasional Gunung Palung sebagian besar berada dalam zona agroklimat terbasah yang dapat ditemukan di Kalimantan. Berdasarkan klasifikasi Schmidt dan Fergusson, iklim nya adalah Tipe A, sedangkan berdasarkan klasifikasi Oldeman et.al. termasuk Tipe A1. Kawasan ini berada dalam batas A1 dan B1.
Curah hujan pada kawasan ini tinggi dan relatif merata sepanjang tahun. Berdasarkan data curah hujan terkering berada di bagian sebelah selatan kawasan dengan curah hujan rata-rata 2.730 mm/tahun, sedangkan wilayah dengan curah hujan tertinggi berada di bagian tengah kawasan, yaitu di sekitar Stasiun Riset Cabang Panti, dengan curah hujan rata-rata 4.040 mm/tahun.
Posisi kawasan TNGP yang berada di daerah hilir menjadikan kawasan ini termasuk ke dalam 3 (tiga) Daerah Aliran Sungai, yaitu :
Daerah di sebelah utara kawasan termasuk dalam DAS Simpang dengan sungai utamanya adalah Sungai Semandang dan anak sungainya antara lain Sungai Matan.
Sebagian daerah barat, termasuk dalam DAS Air Putih dan DAS Air Merah, dengan anak sungainya antara lain adalah Sungai Rantau Panjang, dan Sungai Mulia.
Sebagian daerah sebelah timur termasuk dalam DAS Pawan dengan sungai utamanya adalah Sungai Pawan dan anak sungainya antara lain Sungai Laur dan Sungai Lekahan, dan;
Sebagian kawasan di sebelah selatan termasuk dalam DAS Siduk dengan sungainya antara lain Sungai Siduk, Sungai Pebihingan, Sungai Semanai, DAS Melinsum dan DAS Tolak.