——地形：环县地处毛乌素沙漠边缘，陇东黄土高原丘陵沟壑区，属残塬沟壑区向沙漠区的过渡地带。地貌分为西部掌地丘陵沟壑区、北部梁峁丘陵沟壑区、南部残塬丘陵沟壑区、中部环江河谷区。全境90%以上面积为黄土覆盖，境内丘陵起伏，沟壑纵横，有流域面积1平方公里以上的沟道17364条（其中流域面积10平方公里以上1820条），有大小山梁859架、山头3万余个。有大小残塬527块（其中秦团庄乡大巴咀塬、环城镇马坊塬、八珠乡八珠塬、合道镇赵塬、罗山乡大树塬为环县五大塬），面积302平方公里，占全县总面积的3.3%。有掌区小流域382条，面积936平方公里，占全县总面积的10%。全县地势呈西北高、东南低走向，海拔最高点为2089米的毛井马大山，最低点为1136米的曲子五里桥，相对高差为953米，县城海拔1300米。

——水系：环县境内有马莲河、蒲河、清水河、苦水河4条流域。全县有水泉2145眼，水质较好、可饮用的有1835眼。全县境内有常流水的沟道1432条，水质较好的仅有96条。平均地表水资源总量2.1亿m3，其中60%以上是洪水，常流量仅有6800万m3左右，实际可利用淡水量仅3000 m3左右，人均占有量仅为全国平均水平的1/22、全省平均水平的1/10、全市平均水平的1/3。环江是县内主要河流，发源于甜水樊沟泉，流经县域140公里，枯水期流量0.5 m3/秒以下，夏秋洪水期流量1000 m3/秒左右，暴涨暴落。2013年“7·14”特大暴洪灾害，安山川洪水流量达到1800 m3/秒，为200年一遇。

——气候：环县属温带大陆性半干旱气候，年平均气温9.2℃，无霜期200天，日照时间2600小时，常年平均降水量300mm左右，且时空分布不均，降水时段主要集中在7、8、9三个月，蒸发量高达2000㎜。降水地域由东南向西北逐渐减少，县南天池、演武年均降水400㎜左右，县北甜水、山城年均降水不足200㎜。因降水量少，加之土壤质地疏松，保墒差，经常处于干旱状态。全县森林覆盖率9.14%，荒漠面积占到总土地的58%，平均每年扩大68平方公里。

——历史极端天气情况：①气温最高天气出现在1997年7月6日，达38.6℃。②气温最低天气出现在1984年12月18日，达-25.1℃。③降水最多的年份是1990年，为730.2㎜。④降水最少的年份是2006年，为258.1㎜。