孟州市系太行山前丘陵向华北平原过渡地区，共地势由西北向东南倾斜，海拔高度由305.9米降到108.5米，境内由西向东有明显的低山-丘陵-平原的过渡特征，是华北平原的西部边陲。全市土壤由褐土、潮土两大部分组成，褐土下分立黄土、垆土、红土等8个土种，分布在西部丘岭地区;潮土下分两合土、砂土等6个土种，分布在东部平原和黄河滩区。属暖温带大陆性季风气候，四季分明，年平均气温14.2℃，春季干旱风沙多，夏季炎热雨水频，秋季晴和日照长，冬季寒冷雨雪少。矿藏资源缺乏，仅有上水石、石灰石、青石、油页石、河砂、粘土和少量烟煤，而河砂、粘土尤其品质纯净，是周围县市范围内建筑用材最好的资源。市境内地表水有黄河、蟒河、改道蟒河、猪龙河4条河流和引沁济蟒渠，多年来地面径流量平均0.712亿立方米，占全市水资源总量的37.5%。其中黄河从市境南流过，长26公里，这里是中下游的结合处，黄河水面放宽，大量泥沙觉积，开始成为“悬河”，防御洪水的黄河大堤(左岸)就从孟境东曹大王庙筑起，自古就有“千里黄河大堤始于孟县”之说。90年代由于小浪底水库建设，黄河水势得到有效控制，“害河”已经变成“利河”。1995年后从新安到迁来的移民全部安置于黄河滩区，生活稳定。市内野生动物主要有野兔、刺猬、狐狸、黄鼠狼、松鼠等，野生植物有野生地、地骨皮、大蓟、节节草、米蒿、马齿菜、艾蒿、牵牛花、狗尾草、狗牙根、蒲公英、猪毛菜、柴胡、酸枣等160多种。