孟州市是太行山麓向华北平原的过渡地区。地势由西北向东南倾斜，海拔由305.9米下降至108.5米。境内自西向东有明显的低山、丘陵。平原的过渡特征是华北平原的西缘。
全市土壤由褐土和潮土两大部分组成。褐土下分为黄土、黄土、红壤等8个土类，分布于西部丘陵地区； 6种土种分布于东部平原和黄河漫滩地区。
属暖温带大陆性季风气候，四季分明，年平均气温14.2℃。春季干燥多风沙，夏季炎热多雨，秋季阳光明媚，冬季寒冷少雨雪。矿产资源稀缺，仅水石、石灰石、青石、油页岩、河砂、粘土及少量烟煤。河沙、粘土品质特别纯净，是周边县市最好的建筑材料资源。

全市有4条地表水河流：黄河、莽河、改道莽河、祝龙河、秦集莽渠。历年地表径流量平均7.12亿立方米，占全市水资源的10%。占总数的37.5%。其中，黄河流经城南，全长26公里。这里是中下游的交界处。黄河水面松弛，大量泥沙堆积。它开始变成一条“悬河”。黄河大堤（左岸）防洪始于孟京东曹大王寺建时，自古有之说“黄河千里堤始于孟县”。

由于20世纪90年代小浪底水库的建设，黄河水势得到有效控制，“有害河流”变成了“有益河流”。 1995年以后从新安迁来的移民全部安置在黄河滩地区，过上了安定的生活。
市内主要野生动物有野兔、刺猬、狐狸、黄鼠狼、松鼠等，野生植物有野地、地骨皮、蓟、虎杖、艾草、马齿苋、艾草、牵牛花等。 。 、狗尾草、狗牙根、蒲公英、莎草、柴胡、枣子等160多种。