本县地势北高南低。大部属花岗岩、千枚岩、片岩、片麻岩等变质岩系。海拔一般在1400米以上。山势峻拔雄伟,峰高谷深。秦岭主脊自西向东逶迤于县境北部。高峰有天花山、草垭子、秦岭东梁、沙沟岭及黄花岭。秦岭东梁海拔2965米,为全县最高峰。平河梁纵贯县境中部,主峰龙潭子海拔2679米。南部河谷深切,峭崖壁立,海拔多在1000米以下。铁炉坝乡磨石湾海拔540米,为全县最低处。
本县境内河流一般具有山溪性河流的特点。河床狭窄,落差大,水力资源丰富。主要河流有蒲河、汶水河、长安河、池河、旬河等120余条,均源于本县,流经邻县注入汉江。长安河流经县城,县境内流长约40公里,流域面积499平方公里,年平均流量3.0米
3/秒,最大流量300米
3/秒,最小流量0.09米
3/秒。
本县境内土壤以黄棕壤、棕壤为主,次为水稻土、潮土等。
本县境内森林面积395.58万亩,覆被率71.9%。森林资源丰富,开发前景广阔。主要有冷杉、云杉、铁杉、油松、华山松、桦、杨、栎与栎类等混交林和部分纯林,另有大量的天然松花竹等。林特产品种类多,开发潜力大。
本县境内国家保护的珍稀野生动物有大熊猫、金丝猴、羚羊、锦鸡、大鲵(娃娃鱼)和长尾雉等。此外还有野猪、黑熊、豹、狐狸、林麝等。
本县境内矿产资源种类多,藏量丰富。主要有铁、金、铜、硫、钼、雄黄、铅锌、各色大理石、滑石粉、石炭、石灰石等。
本县属北亚热带气候,年平均气温12.3℃,1 月平均气温0.5℃,7月平均气温23.3℃,极端最高气温是36.2℃,极端最低气温—13.1℃,
10℃积温3839℃。早霜始于10月30日,终霜于3月28日,全年无霜期215天左右。太阳年辐射总量102.28千卡/m
2,年日照1668.4小时,年降水量899.1毫米。气候多样,垂直差异大,形成“高一丈,不一样”的特点,多数地区农作物一年一熟或二年三熟,少数地区一年两熟。