天水市气候宜人，物产丰富。适宜多种粮食作物、经济作物和林果瓜菜生长，为全国十大苹果基地之一。森林覆盖率达26.2%，是西北最大的天然林基地之一。天水境内山脉纵横，地势西北高，东南低，海拔在1000—2100米之间。最高峰天爷梁，高达3120米；最低点牛背村，海拔760米。天水地貌区域分异明显。东部和南部因古老地层褶皱而隆起，形成山地地貌。北部因受地质沉陷和红、黄土层沉积，形成黄土层沉积，形成黄土丘陵地貌。中部小部分地区因受纬向构造带的断裂，形成渭河地堑，经第四纪河流分育和侵蚀堆积，形成渭河河谷地貌。
北部为黄土梁峁沟壑区。渭河及其支流横贯其中，形成宽谷与峡谷相间的盆地与河谷阶地。土壤在河流和沟谷区为冲击、洪积物形成的淤淀土、草甸土，经过开垦耕种熟化而形成以黄绵土、黑垆土为主的耕作土壤。土层深厚，山塬开阔，是粮、油、菜、果主要生产区。中东部为秦岭、关山山区。以西部尽皇山、云雾山、景东梁为主体的西秦岭山地和东部八卦山、火焰山、秦岭大堡、关山为主体的小陇山、陇山山地，重峦迭嶂，山险谷深。
