Tonara, costruita tra gli 800 metri e 1000 metri, è uno dei centri più alti della Sardegna. Il territorio si trova all’interno della sub regione storica definita come Barbagia di Belvì, caratterizzata dagli avamposti occidentali del massiccio del Gennargentu che culminano nei 1499 m. del Monte Conca Giuanni Fais e nei 1468 del Monte Muggianeddu. L’area comunale è densamente coperta di boschi e pullula di sorgenti rinomate per la freschezza e la purezza delle acque. Su tutto il territorio comunale la natura si offre veramente con grande generosità. Il 90% di questo è infatti coperto da folti boschi di castagni, noccioli, lecci, roverelle, agrifogli e alberi patriarchi. Angoli di grande suggestione sono le pendici della punta Muggianeddu (1468 m), raggiungibile da Arasulè con una strada di circa 4 chilometri, di Ghenna ‘e Frores, Osolì e Conca Giuanni Fais (1499 m). Vanno anche ricordate la valle del Rio Torrei, le zone di Illarè e Uatzo, nella parte meridionale del territorio, ricche di agrifogli e lecci, e la cascata formata dal torrente Pitzirimasa, ad appena 1 Km dal paese, lungo la SS 295, in direzione di Aritzo, In località “Su Toni”, un tacco calcareo che sovrasta l’antico rione di Toneri, si trovano orchidee spontanee che in primavera impreziosiscono il verde con l’eleganza delle forme e l’armonia dei colori.
Secondo la classificazione di Köppen e Geiger il clima di Tonara, come buona parte dei centri più alti della Barbagia, è di tipo Csb, ossia temperato delle medie latitudini (Il mese più freddo ha una temperatura media inferiore a 18 °C ma superiore a -3 °C) con stagione estiva generalmente asciutta e con la media del mese più caldo inferiore a 22°C. La temperatura media annua è di 12°C. Il mese più freddo è gennaio con una media di 4,7°C mentre il più caldo è agosto con 21,1°C. In estate raramente, e solo in occasione delle ondate di caldo più intense, si raggiungono e superano i 30°C mentre in inverno si contano più giorni con temperature minime sotto lo zero, occasionalmente fino a -10°C.
La piovosità media annua è di 866 mm. Il mese più piovoso è dicembre con 130 mm mentre il più asciutto è luglio con 11 mm. Non di rado, durante la stagione estiva, si assiste allo sconfinamento dal massiccio del Gennargentu di temporali di calore. Analizzando le serie storiche pluviometriche dal 1922 si scorgono più mesi con accumuli abbondantemente superiori ai 200 mm, specialmente in occasione di circolazione atmosferica occidentale alla quale il paese risulta particolarmente esposto (dicembre 1968, il mese più piovoso con 373,3 mm). Ben più rari gli accumuli giornalieri superiori ai 100 mm, quasi sempre comunque mai causa di eventi alluvionali o di particolare dissesto idrogeologico in virtù di un territorio (così come le già analizzate Gavoi, Sadali, Fonni e Desulo) particolarmente ricco di verde, boschi e corsi d’acqua in grado di drenare agilmente anche abbondanti precipitazioni. Tra le giornate più umide e con accumuli superiori a 100 mm ricordiamo solo i 120 mm del 14 dicembre 1958.