Geologia

Geomorfologicamente, o Parque Natural do Alvão é caracterizado por uma zona de altitude, com larga bacia granítica, onde nasce o rio Olo e alguns dos seus afluentes, e uma zona mais baixa, de xisto (zona de Ermelo), onde este rio corre encaixado entre dobras de relevo de certo desenvolvimento. 

Hidrologia

A rede hidrográfica do Parque é de uma grande diversidade, sendo o rio Olo a sua espinha dorsal. Este rio nasce a 1280 m de altitude, a nordeste do Parque. A sua bacia hidrográfica é constituída por um conjunto de numerosos afluentes e subafluentes com características de pequenos cursos de água, que contribuem para o aumento do caudal do rio Olo, que, por sua vez, irá desaguar ao Tâmega.

A ribeira de Fervença e o rio Sião são os afluentes com maior significado, localizando-se na sua margem esquerda. O rio Sião, apesar de se localizar fora dos limites do Parque, desempenha um papel importante no abastecimento de água à povoação de Ermelo, através do sistema de levadas. A ribeira do Vale Longo é um afluente da margem direita e tem um papel igualmente importante na rede de levadas deste Parque Natural.

Existe ainda a ribeira de Arnal, na zona sul do Parque. 

Clima

Em termos gerais, o Parque apresenta um clima temperado atlântico de características mediterrâneas. Insere-se, fundamentalmente, na cabeceira do rio Olo, que corre de nascente para poente em direcão ao Tâmega, determinando uma bacia hidrográfica orientada a poente e exposta às influências das massas de ar marítimo que ascendem à cumieira que limita o Parque no seu lado oriental.

Esta situação contribui de forma significativa para os valores de precipitação elevados que se verificam nos meses de inverno. Assim, os invernos são frios e chuvosos, sendo frequente a ocorrência de neve nas terras altas, contrapondo-se aos verões muito secos e quentes.

A variação de altitude existente na área do Parque, conjugada com a morfologia do relevo e a variação do coberto vegetal, propiciam a existência de uma certa diversidade microclimática, com diferenças assinaláveis entre as terras altas e as terras baixas.