Situado en el límite de dos ecorregiones, la estepa Patagónia y el Mar Argentino, Monte León exhibe elementos distintivos de uno y otro ambiente.

Frío, árido a semiárido. La temperatura media anual es de 6,8°C, con mínimas invernales bajo cero y máximas estivales por encima de los 30°C. Se presentan unos 250 mm anuales de lluvia, concentrados en otoño e invierno. Vientos predominantes del oeste-suroeste a una velocidad promedio de 15 a20 km/h, con ráfagas de hasta 100 km/h. La temporada ideal para visitarlo es de mediados de diciembre a febrero. El camino de acceso a la zona costera se torna intransitable los días de lluvia.

En la desértica estepa domina la mata negra (Junellia tridens) un arbusto de follaje muy oscuro y resinoso. Le acompañan los siempre presentes coirones, pastos de duro follaje, y otras plantas. Tropillas de guanacos y choiques integran la fauna de este ambiente, a los que se suman zorrinos, armadillos (piches), zorros y pumas. Pero es en las costas y en el mar donde la vida bulle. Playas y roquerías son los lugares que eligen gaviotines, gaviotas, y cormoranes para descansar o anidar. No son las únicas aves, ya que el área cuenta con una de las principales colonias de pingüinos de Magallanes del país, con más de 60.000 parejas reproductoras. Varias aves migradoras también pueden verse, tales como el chorlito doble collar, el de rabadilla blanca y el enorme petrel gigante. En este ambiente se hallan apostaderos de lobo marino de un pelo (Otaria flavescens). Entre las restingas, que quedan al descubierto durante la bajamar, pulpos, mejillones, caracoles, pequeños camarones, anémonas, erizos, estrellas de mar y cangrejos hacen de la supervivencia un arte. Muchas aves acuden a estos sitios para alimentarse como los chorlos, el ostrero y la paloma antártica. El las aguas marinas vecinas son habitadas por gran cantidad de las especies de peces que han sido registrados en el Mar Argentino. Muchos crían entre los cachiyuyos, enormes algas que forman verdaderos bosques submarinos. Y no es raro observar delfines como la tonina overa y/o el delfín austral.