Главная гряда Крымских гор, к которой относится Чатырдагский массив, соответствует северной части мегантиклинория Горного Крыма. В разрезе Главной гряды четко прослеживаются два структурных этажа. Нижний этаж слагают сложно дислоцированные породы таврической серии - аргилл с прослоями алевролитов и песчаников верхнего триаса и нижней юры и  залегающая на них с несогласием вулканогенная толща, аргиллиты и песчаники средней юры. Водоупорный цоколь  Главной гряды  на разных массивах находится на различных уровнях, что определяет условия движения подземных вод и развитие карста в карбонатных породах верхнего структурного этажа. На Чатырдаге водоупорный цоколь также дислоцируется в различных участках плато на различных уровнях.

Верхний структурный этаж Главной гряды, в том числе и Чатырдага сложен верхнеюрскими и нижнемеловыми (валанжинскими) отложениями. Их отличительной особенностью является литологическое разнообразие, фациальная изменчивость, контрастность мощностей.

Положение Горного Крыма на северной окраине субтропического пояса обуславливает мягкость климата ( Ресурсы....1996). Основными факторами, определяющими его особенности, и , вместе с тем, условия формирования микроклимата карстовых полостей, являются радиационный баланс, атмосферная циркуляция и характер подстилающей поверхности.

Продолжительность солнечного сияния в Горном Крыму меняется от 2180 до 2470 часов. Это обусловливает значительные различия в климатических особенностях северного и южного макросклонов. Прямая солнечная радиация существенно зависит от крутизны склонов и их экспозиции . Изменения колическтва солнечной радиации на северном макросклоне  в зависимости от его крутизны отражены в Табл.1.

                                                                                            Таблица 1.

Изменения прямой солнечной радиации, кал/год в зависимости от крутизны склона.

Различия в продолжительности солнечного сияния и величине прямой солнечной радиации оказывают непосредственное воздействие на формирование температур приземного слоя воздуха и его увлажнение в зонах заложения карстовой полости.

Разнообразие теплового режима  Чатырдага определяется в закономерном изменении средних годовых температур на разных высотах, определяющем термические условия карстовых полостей (Табл.2)

                                                                                            Таблица 2

Изменения средних годовых температур на северном макросклоне.

Изотерма +6,0   оконтуривает  площадь Чатырдагского массива. Амплитуда колебаний между среднегодовыми и средними январскими  (июльскими) температурами здесь не превышает 9 - 10 градусов С.

Интересны изменения среднесуточных температур воздуха, обусловливающие колебания абсолютной влажности воздуха на поверхности и в карстовых полостях. Суточная амплитуда температур воздуха зимой значительно меньше, чем в летний период. При пасмурной, с туманами погоде средняя суточная амплитуда в ноябре - январе менее 2 град.С, к марту постепенно возрастает до 3 гр.С. Максимальные ее значения (3,5 - 4,0 гр.С) наблюдается в апреле-сентябре. В отдельные дни значения амплитуд температур воздуха могут достигать 15-20 гр.С, причем в летний период это наблюдается чаще, чем зимой.

Наиболее низкие значения среднего минимума отмечаются на плато с ноября по март. Они наблюдаются при установлении северо-восточного и северного типов циркуляции ( при вторжении континентального воздуха ). Абсолютный минимум был отмечен на Ай-Петри (- 27,4 гр.С, 1967 г.).

Сезоны года на яйле выражены отчетливо. Температура воздуха ниже 0 гр.С устанавливается в начале декабря. Продолжительность периода с температурой -5 гр.С достигает 110 дней. Зима на яйле сравнительно мягкая, со среднемесячной температурой около - 4 гр.С, с интенсивным гололедом, изморозью, сильными ветрами и метелями. Лето наступает при переходе среднемесячной температуры через 15 гр.С. В июле- августе средняя температура воздуха повышается до 16,4 гр. С, а абсолютные максимумы достигают 28-30 гр.С. Период со среднесуточными температурами выше 10 гр.С длится около 120-140 дней.

Средняя  температура почвы следует годовому ходу температуры воздуха. В январе почва охлаждается до -4 грС,а в отдельные дни декабря и февраля даже до -15...-25гр.С. В июне- июле она прогревается до 19 - 21 гр.С. В среднем же в горах около 50 дней с нулевой температурой почвы.

Перенос различных воздушных масс, их трансформация и фронтогенез являются основными циркуляционными процессами формирования климата Главной гряды , в т.ч. Чатырдагского массива. Атмосферная циркуляция характеризуется преобладанием западного переноса, обусловливающего приток воздуха из Атлантики. Периодически вторгаются холодные воздушные массы с северных широт, теплые и влажные со Средиземного моря, сухие -  с территории Азии.

Главная  гряда, способствуя усилению динамической турбулентности воздуха и создавая условия для подъема воздушных масс, формирует собственный режим увлажнения. Возрастание до 6,1 - 9.8 мм.рт.ст. летом способствует конденсации влаги в трещинно-карстовых коллекторах. Суточный ход абсолютной влажности  на  яйле выражен слабо.

Годовая амплитуда относительной влажности составляет в среднем 12 - 15 %. Максимальная относительная влажность за счет большой повторяемости циклонических явлений отмечается зимой (78 - 85% при максимуме в январе). Минимальные значения характерны для августа ( 30 - 66%), суточный ход относительной влажности на плато наиболее четко проявляется летом (колебания около 10 - 20 %).

Режим осадков обуславливается преимущественным воздействием юго-западного и северо-восточного типов синоптических ситуаций. Плювиометрический градиент в среднем достигает 60 мм на каждые 100м. Среднемесячное количество осадков в теплый сезон составляет приблизительно 60 мм. Снежный покров устанавливается на яйле в среднем первой-второй декаде ноября и держится от 30 до 150 дней.

В целом климатические условия  Главной гряды и Чатырдагского массива в теплый период года неблагоприятны для питания подземных вод и развития карстовых процессов,. Большая часть выпадающих осадков расходуется на испарение. Запасы подземных вод пополняются только за счет конденсации и ливневых осадков с интенсивностью более 20 мм/сут. В холодный период, напротив, происходит питание подземных вод за счет продолжительных дождей, снеготаяния, а также активизация карстовых процессов.

• Физико-географическое положение пещеры Мраморная.
• Морфогенезис пещеры Мраморная.