兴安盟地处大兴安岭中段，属中低山丘陵区。山地面积约占全盟总面积的90％，平原为嫩江西岸平原，约占总面积的10％。境内共有大小河流200多条。两条最大的河流——绰尔河、洮儿河的多年平均径流量达38亿立方米。山区河流由于流域植被好，含沙量小、河水透明清澈，水质好，适于人畜饮用和灌溉。

兴安盟处于温带大陆性季风气候区，立体气候特征明显，四季分明，地区差异显著。春季干旱多风，气温回升快，日较差也大。夏季温热短促，全盟大部地区夏季为2个月左右，西北部中山区则春秋相连，无夏季。全年最高气温出现在7月。秋季气温急剧下降，秋霜早。冬季严寒漫长，全盟大部地区为5—6个月，西北部林区长达7个月。全年最低气温出现在1月。年平均气温大部地区为4—6℃，西北部林区为-3.2℃。全年无霜期大部地区为120—140天，岭西北为51天。光照充足，光能资源丰富，全年太阳总辐射量大部地区为5500—6000兆焦耳/米2。年降水量多年平均值在373—467毫米之间，降水年际变率大，保证率低。年降水量的72—78％集中在6—8月。