【地貌】 城区位于泽州盆地中心地带。地势西北高、东南低。地貌类型有中低山、丘陵和河谷。主要山峰有白马寺山、张村山、七岭山、五门山、方山、东武匠山、玉屏山等，境内最高伊侯山主峰位于城区西上庄办事处西掩村北，海拔1122.5米，最低点位于钟家庄办事处洞头村的白水河出境处，海拔586.3米。

【气候】 本区属温带大陆性季风气候。主要特征是：四季分明，冬长夏短，春略长于秋；气候温和适中，雨热同季，季风强盛持久；春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季温和凉爽，冬季天气寒冷。多年平均气温11.5℃，平均气温年较差27.1℃，最大日较差28.5℃。生长期年平均200.7天，无霜期年平均198天，最长达232天（2006年），最短为138天（1959年）。年平均日照时数2319.9小时。年平均降水量573.8毫米，年平均降雨日数为93天。极端年最大雨量1010.4毫米（1956年），极端年最少雨量265.7毫米（1997年）。降雨集中在每年6月至9月，7月最多。

【水文】 辖区均属黄河水系。主要河流白水河和北石店河，均由西北向东南流入丹河。白水河西部源于老猪山与长河分界，西北部源于伊侯山、白马寺山与巴公河、北石店河分界，途经白水村、河东村、寺底村、西武匠村和洞头村，于泽州县境内流入丹河。白水河总流域面积121.8平方公里，在城区境内主河长9.6公里。主要支流有东城河、西城河、花园头河、回军河、小西河。北石店河发源于白马寺山北坡，途经小车渠、大车渠、尧头、鸿春、刘家川等村，经太焦铁路、晋长二级公路，进入泽州县境内，流入丹河。总流域面积37.5平方公里，河长7.8公里。主要支流为司徒河。

【自然灾害】 主要自然灾害有干旱、雨涝、冰雹、霜冻等。暴雨灾害每年主要发生在7月至9月，最严重的一次发生在  2010年8月19日，降雨量达到181.6毫米，北石店镇刘家川降雨量达到209.2毫米，强降雨造成大面积灾害，直接经济损失达5640.3万元。霜冻灾害每年主要发生在春秋季节，最严重的一次发生在2001年3月26至30日，境内4.7万亩小麦和0.5万亩果树全部受冻，减产25%～30%；钟家庄街道的山门、茶元、二圣头，北石店镇的七岭店、大车渠、刘家川等村，受灾程度在50%以上。生物灾害主要有危害果树的食心虫、金龟子及苹果腐烂病、梨黑心病、葡萄霜霉病；危害粮食的锈病、白粉病、黄矮病及蝗虫、麦圆蜘蛛、小麦蚜虫。  地质灾害主要为煤矿采空区造成的地裂缝、地面塌陷、山体滑坡、煤层自燃、地层下沉、崩塌。

【土壤】  境内土壤可分为2个土类，3个亚类，10个土属，29个土种。褐土类为主要土类，总面积16.66万亩，分布较广。红黏土面积较小，仅为8243亩，零星分布在丘陵沟壑的上中部。全区土壤的理化状况较好，土体深厚，保水保肥性能好。按全国土壤养分分级指标衡量，本区土壤养分属中等水平。土壤有机质、速效钾多属  2—4级；全氮、碱鲜氮多属3—4级；速效磷多属3—5级。有机质、速效钾含量较高，氮素较多，磷素较缺。

【植被】 城区森林面积约2825公顷，森林覆盖率19.8%。市区城市园林绿地面积1867.5公顷，人均公共绿地面积15.5平方米。天然植被主要分布在钟家庄街道办事处南部山区、丘陵区地带，以荆条、酸枣等灌木和白刺花、白羊草类草本植物为主。人工植被分布较广，主要植物有油松、雪松、柏树、杨树、柳树、榆树等。果树有苹果、桃、杏、梨等。农作物以小麦、谷子、玉米、豆类等为主。

【矿藏及其他自然资源】 境内已探明地下矿藏有煤、硫铁矿、石灰岩等。其中煤炭储量9亿吨，均为无烟煤。其他自然资源有狼、野猪、獾等野生动物18目、29科、40种；野生植物麻黄、紫苏、牵牛子、大黄等2000余种，其中药用野生植物230多种，可开发利用的500多种。