气候：汶上县属温带大陆性季风气候，光照充足，四季分明，无霜期长，降水年季变化大，春季多南风，少雨干旱，由于气温回升快，季末高温，常出现干热风，夏季多东南风，天气炎热，降雨集中，日照时间长，湿度大，有利于作物生长；秋季光照充足，昼夜温差大，降水量30年平均628毫米，因东南风和西北风频繁互易，常出现秋旱和连阴雨；冬季多西北风，干旱少雪。

地貌：汶上地处鲁中低山丘陵与鲁西平原交接地带，东北属古老泰山隆起的残丘低岭，西南部属古大野泽，梁山泊东畔，整个地势由东北缓顷西南，至高点为昙山顶峰，海拔171.7米最低点在蜀山湖底，海拔36.5米，中部地势平坦，为黄河冲积平原，土层厚、土质好、地下水较丰富，为粮棉高产区。

山脉：境内山丘属泰沂山系，多为东南西北走向，纯山面积31平方公里，主要昙山、太白山（水牛山）、卧佛山、彩山、九峰山等。太白山醉似卧牛，亦叫水牛山，有摩崖石刻，唐代大诗人李白曾到此观赏，因此得名。

河流：境内属淮河流域京杭大运河水系。内河主要有小汶河、泉河、小新河、因势由东北向西南注入京杭大运河，著名的京杭大运河经汶上西南边境12公里，大汶河流经北部边境15.3公里。

湖泉：县境西南部有南旺、蜀山、马踏三湖、水岸相接，面积约65平方公里。明编《汶上县志》记载：“湖多鱼鳖荻蔬蒲，居人赖焉。夏秋之间，菱荷锦张，灿若晓霞，游者似睹江南之胜”。东北部较著名山泉11个，龙斗泉、薛家沟泉、老源头泉、鸡爪泉、赵家桥泉、泺当泉、马庄泉等。上世纪60年代里干涸。

土地资源：全县版图面积8.89万公顷，其中耕地5.598万公顷，占63%，传统农业大县，物产丰富。

水资源：总量平水年为3.42亿立方米，其中地表水0.83亿立方米，地下水1.67亿立方米，外调水0.92亿立方米，水资源可利用量2.12亿立方米，占总量的62％。

矿产资源：共发现矿产13种，主要有煤、铁、铅、金、地热、花岗岩、石灰岩、天然石英砂、重晶石、水晶、矿泉水、粘土、高岭土等。

煤：分布在东南义桥镇、康驿镇和南站街道和西北部郭楼镇，累计查明资源储量8.21亿吨。

金：分布在东北部昙山周边地带，包括砂金和岩金，已确定金矿体有两个，含金品位在5克吨以上。

铁：主要分布在郭仓镇李官集、杨店镇张保庄和杨店镇西部，累计查明资源储量5.16亿吨。

铅：主要分布在白石镇毛村及杨店镇彩山一带，累计查明资源储量5276.9吨。

花岗石：建筑用花岗岩主要分布于白石镇，预测花岗岩资源基础储量2.67亿立方米。

矿泉水：分布较广，经国家鉴定为优质天然矿泉水。

高岭土：是最近发现的具有一定规模、潜力巨大的环保型矿种，主要分布在白石镇一带。

生物资源：主要有香附、蔓荆子、枸杞子、桔梗等药材资源104科259种,芦苇、香蒲、狐尾藻、莕菜等水生植物，鲤、鲫、鲢、草鱼、鲇鱼等水生动物，草兔、黄鼬、欧亚红松鼠、刺猬等兽类动物，白鹭、白骨顶、黑水鸡、猫头鹰、灰喜鹊等鸟类。