地形地貌

地处南岭丘陵山区。地势西南高，东北低，呈阶梯状倾斜。以山地为主，山地、丘陵、岗地、平原地貌齐全。岭谷相间，冲垄溪河纵横交错。境内主要山岭有二尖峰、平头寨、邓家山、黑山里、仰天湖等。最高点为西南端芙蓉乡境内的二尖峰，海拔1654米；最低点为北部华塘镇梨园村大回湾，海拔135.2米。

气候

属亚热带湿润季风气候，其特点是气候温暖，四季分明，热量充足，雨水集中，春温多变，夏秋多旱，严寒期短，暑热期长。1981～2010年年平均气温18.4℃，1月平均气温6.4℃，极端最低气温-9.0℃（1955年1月11日）；7月平均气温29.4℃，极端最高气温41.3℃（1953年8月12日）。1951～2011年最低月平均气温1.9℃（1977年1月），最高月平均气温32.3℃（2003年7月）。平均气温年较差23.3℃，最大日较差22.7℃（1989年12月4日）。生长期（日平均气温稳定≥10℃）平均249天，无霜期年平均288天，最长达337天，最短为210天。1981～2010年平均日照时数1337.6小时，年总辐射量98.6千卡/平方厘米。0℃以上持续天数364.3天（一般为1月23日～次年1月22日）。1981～2010年平均降水量1503.5毫米，年平均降水日数为173天，最多达221天（1953年），最少为140天（1963年）。极端年最多雨量2247.6毫米（1975年），极端年最少雨量901.6毫米（1958年）。降雨集中在每年4月至6月，6月最多。

水文

境内河道属湘江、珠江两大流域，其中湘江流域面积656.23平方千米，占79.05%；珠江流域面积173.92平方千米，占20.95%。主要河流有西河、郴江河、同心河、章溪水（白沙水）、土坡河、宜章水等12条，总长203.1千米。最大的河流为西河，长43.04千米，发源于北湖区南溪乡，经桂阳县、苏仙区、永兴县注入东江。主要支流有鲁塘河、土坡河。

矿产资源

境内已发现固体矿产38种，已探明储量的有石墨、煤、锡、钨等13种。其中隐晶质石墨地质储量3585万吨，居全国之冠。南方石墨矿位于鲁塘镇，矿区面积10平方千米，地质储量3089万吨，可采量1800万吨，年产量100万吨，石墨品位60～80%，少数高达90%以上。煤炭储量5499万吨，主要分布在鲁塘、华塘矿区。华塘矿区的大排冲煤矿矿区面积4.033平方千米，地质储量1506万吨，可采量1359万吨，发热量在6500～8000千卡，含硫在5～8%，灰粉15～30%，锡矿主要分布在芙蓉矿区。云南锡业郴州矿冶有限公司屋场坪矿矿区面积0.6082平方千米，地质储量锡金属量3.2万吨，可采量锡金属量2.7万吨。

自然灾害

主要有洪涝、冰雪等。洪涝灾害每年会局部发生，一般在5月至9月，最严重的一次发生在1999年8月12日至13日（史称“8·13”洪灾），为北湖区历史上罕见，日降雨量294.6毫米，过程雨量369.6毫米，城区大部分被淹，最大进水深度达7米，致29人死亡，2943人受伤，受灾人口26.9万，倒塌房屋6282间，冲毁公路36.7千米，冲垮桥梁103座，山体滑坡405处39.8万立方泥土，农作物受灾面积10278.49亩，粮食减产15031吨，经济损失5.84亿元。冰雪灾害一般为三年一遇，最严重的一次发生在2008年1月12日至2月5日，持续23天，导致全城和部分乡镇连续停水、停电达10天之久，交通和通信中断，京珠高速、107国道北湖段滞留司乘人员上万人，受灾人口34万人，饮水困难11万余人，林业损失64.57万亩，死亡牲畜1949头，倒塌住房110户204间，直接经济损失20亿元。