Территория заповедника включает центральную часть хребта Джугджур и южную часть хребта Прибрежный. Горная страна с преобладанием хребтов альпийского типа. Хребет Джугджур протягивается вдоль моря в 50-100 км от берега и служит водоразделом для рек бассейнов Северного Ледовитого и Тихого океанов; высоты - 1400-1800 м над ур. м., наивысшая точка г. Топко - 1906 м. Хребет Прибрежный меньшей высоты (600-800 м над ур. м.), но к побережью обрывается скалами.
В районе выделяются два климатических региона, между которыми границей служит хребет Джугджур. Западная часть по своим природным особенностям приближается к районам Восточной Сибири с резко - климатическим суровым климатом, большими перепадами температур и малым количеством осадков. Зимой Джугджур останавливает передвижение холодных воздушных масс на Восток.
Восточная часть имеет типично морской муссонный климат, характеризующийся мягкой погодой, сильными ветрами, туманами и обильными осадками. Летние муссоны, дующие с моря на сушу, понижают температуру воздуха и лето здесь прохладное. Зимой наоборот - близость моря смягчает климат. Зима снежная, распределение снежного покрова неравномерное. Продолжение устойчивой морозной погоды - 170 дней, количество осадков в год - до 1000 мм.
Зима малоснежная и холодная, лето теплое и влажное. Средние температуры января - до - 40 град. С, июля - до +22 град. С. Годовая сумма осадков - 400-600 мм, максимум осадков (70-75%) приходится на лето. Вегетационный период 130-140 суток. Вдоль побережья с севера на юг проходит холодное течение, с которым связаны продолжительные летние туманы.
Горный рельеф придает рекам характер горных потоков с быстрым падением воды, каменистыми руслами, множеством перекатов и резкими колебаниями уровня вод. Во время выпадения сильных дождей, а также в период весеннего половодья при быстром таянии снега, реки становятся бурными потоками, вздуваются, выходят из берегов, затопляют поймы, смывают речные наносы, несут подмытые деревья, местами образующие большие заторы. При загромождении реки пробивают новые пути, засоряют прежние, смывают острова и образуют новые. Уровень воды понижается очень быстро и, в дальнейшем, поддерживается за счет стока грунтовых вод и медленного таяния снега в горах.
Реки приморской части, вследствие близости водораздельного хребта к побережью, невелики по протяженности и имеют характер горных потоков с большим перепадом высот, совершенно непригодны для сплава леса и судоходства. Реки Алдома и Лантарь в нижнем течении проходимы для моторных лодок. В низовьях поймы этих рек широкие, до 2 - 3 км, при отливе образуют множество рукавов. В период прилива уровень воды поднимается на 3 - 4 м, и тогда реки кажутся полноводными, а течение - спокойным. Ледостав рек довольно поздний (около середины ноября) при низком уровне воды. Во многих местах реки промерзают до дна, образуя большие наледи.
В захребтовой части района основу гидрографии составляют два притока р. Челасин - реки Большой и Малый Комуй. По сравнению с реками приморской части они более спокойные, лишь в половодье течение резко ускоряется. Дно каменистое, местами песчаное.
Озера района можно разделить на две группы: горные - расположенные в небольших котловинах (обычно провального типа и небольшие по размеру), и долинные - расположенные в речных поймах на первой и второй террасах.
Особо следует выделить оз. Антыкан. Озеро вытянулось вдоль побережья между устьем р. Улкан и полуостровом Нурки на 7 км. Максимальная ширина - 330 м., минимальная - 100 м. Удаление от морского побережья - 200-350 м. Вода пресная. Это единственное озеро лагунного типа на территории заповедника, но и района. Оно имеет огромное значение для орнитофауны региона - является одним из основных мест жировки водоплавающих и околоводных птиц во время весенне-осенних перелетов.
