本县地处陕北黄土高原南缘的黄龙山腹地,古为“冯翊屏蔽”,今有黄河流域“绿洲”之称。境内山川相间,地形起伏,最高海拔1783.5米,最低海拔643.75米,相对高差200~300米。
主山脊大岭,为黄河与其支流水系洛河的分水岭,与各支脉构成林区覆掌状地貌骨架。北部为黄土丘陵山地,梁峁起伏,山顶浑圆,坡度较缓;西南部属黄土残塬沟壑区,地形破碎,残塬梁峁,沟壑纵横;中部凸起,山峦叠嶂;东南部系土石质山地,坡度陡急,土层较薄,岩石裸露。
发源于林区的主要河流有石堡川河、仙姑河,向西南流入洛河;大南川、小南川东北汇流,入仕望河直注黄河;涺水河、猴儿川东入黄河。年径流量为1.72亿立方米,年土壤侵蚀模数209吨/平方公里,属不明显水土流失区。
林区土壤主要是褐土、灰褐土和黄土性土3个土类。褐土分布面广,面积占62.89%,较肥沃,含有机质约1.5%,腐殖质层厚15厘米;灰褐土分布面积占11.33%,含有机质2.5~4.0%;黄土性土分布面积占12.94%,土层深厚,质地疏松绵软,含有机质1.0~1.4%。
气候属大陆性暖温带半湿润气候类型,四季分明,雨热同期,温差较大。年平均气温8.6℃,极端最低气温—23.7℃,极端最高气温36.7℃,≥10℃的积温2977℃。年日照2369.8小时,无霜期158天。年降雨量600毫米以上,蒸发量826.5毫米,干燥度0.9~1.1。
林区交通较为方便,道路通车里程1364.86公里,其中林业专用路1095.66公里,林级公路55.8公里,13个(地属10个,县属2个,专业部门属1个)国营林场都有公路相通。据延安地区黄龙山林业局按其经营面积计算,林道密度为7.04米/公顷。本县北靠延安,南临关中,为林产品外销提供了方便条件。林区内人少劳缺,但关中平原能为林业生产提供足够的劳动力。国家电网覆盖6个林场,为林产品加工提供动力。林区通讯联络畅通,除邮电通讯电话线外,国营林场都架有专用电话通讯线路,林区行政管理机构还架设有无线电台。