鹹陽市地勢北高南低，呈階梯狀。東北部的旬邑縣石門山峰海拔1885.3米，為全市最高點。東南部的三原縣大程鎮清河出境地，海拔362米，為全市最低處。除此之外，它四季分明，地處暖溫帶，屬大陸性季風氣候，四季冷熱幹濕分明，氣候溫和，光、熱、水資源較豐富，有利於農、林、牧、漁各業發展。
鹹陽市境內優勢樹種有遼東櫟、山楊、白樺、油松等。中草藥資源已發現品種多達626種，分布遍及全市。野生果類植物、野生油料植物、纖維植物、香料和化工原料植物等蘊藏量豐富。
除此之外，它已發現的礦產資源主要有煤、鐵、石灰石、石英砂巖、陶土、油頁巖及石油等，主要集中在北中部臺坳區，其中經濟價值最大的是煤炭資源。