Поверхность Климовичского района платообразная, местами волнистая, с общим наклоном к югу. В истоках Ипути из под лессовидных пород выступают холмы высотой 10-15 м, образующие прерывистые гряды.

В районе имеются залежи таких полезных ископаемых как торф, мел, мергель, силикатные пески, глины.

Климат умеренно-континентальный. Зима мягкая, лето теплое. Средняя температура января - минус 7,8 градусов, июля - плюс 18,5 градусов по шкале Цельсия. Осадков выпадает 610 мм в год. Вегетационный период длится 185 дней. В районе протекает река Сож с притоками Ипуть, Лобжанка, Остер (с Сосновкой), на юге - река Жедунька (с Крупней) и река Суров (правые притоки Беседи). На реке Ипуть расположено Милославичское водохранилище.

Почвы сельскохозяйственных угодий дерново-подзолистые, развивающиеся на водно-ледниковых супесях. Выравненность территории и наличие водоупорной породы создает условия для заболачивания земель. Переувлажненные почвы в районе составляют 50,8 %, до 20 % пашни заболочено.

Лесом занято 34% территории района, из них 30,5% - искусственные насаждения, сохранились небольшие участки еловых и широколистно-еловых лесов, в основном распространены сосновые кустарничко-зеленомошные, а также производные осиновые и березовые леса. В районе преобладают суходольные злаковые, разнотравные и бобовые луга. Болотами занято 4% территории, осушено 345 га. Крупнейшие болотные массивы Булгаковское, Фамино, Савское, Большой Мох.

Памятники природы района - еловый лес Гиреевичи в Климовичском лесничестве, березовый лес Пеньковка в Гусарковском лесничестве.