第一节地形
吴堡地势西北高东南低，海拔627～1204米，属黄土高原沟壑区。县境东南部为土石丘陵沟壑地貌，沟深崖陡地面破碎，梁峁顶部黄土甚薄；中部为梁状残原，原面较平坦，原体侵蚀严重，沟壑密布；西北部为黄土梁峁沟壑地貌，梁峁起伏，沟壑纵横，土壤多黄绵土，土层较厚。县内有大小沟道3542条，沟壑密度为3．5～5公里/平方公里。
第二节地貌
吴堡地貌呈现出西北高、东南低，丘陵起伏，沟壑纵横，河少谷多的地貌特征。海拔627～1204米，相对高差577米，沟壑面积占全县总面积的47．2％，沟道3542条，其中10公里以上的沟道5条。河流由西向东或由北向南汇入黄河，是典型的黄土高原丘陵沟壑区地貌景观。由于侵蚀程度不同，东西部地貌组合有别。
东、南部黄河沿岸土壤侵蚀严重，基岩裸露，梁峁顶部黄土甚薄，大量红土出露，石山戴土帽，崖坡多为土石镶嵌，沟深、坡陡，地面破碎，一般切割深度为350～400米，沟壑密度3．5～5公里/平方公里，呈土石丘陵地貌景观。该地貌类型区32．2万亩，占全县总面积的51．3％，海拔627-1065米。包括岔上、丁家湾、郭家沟、薛下村、宋家川等乡（镇）的96个村。
西北部土壤侵蚀剧烈，当前侵蚀程度较东南部大，呈典型的黄土沟壑地貌，沟壑密度4～6公里/平方公里。梁峁地较土石丘陵沟壑区坡度要缓，切割深度250～350米。该地貌类型区29．96万亩，占全县总面积的47．7％。
海拔778～1204米。包括张家山、辛家沟、原于家沟乡的全部村庄和寇家原镇的山地。
中部土壤侵蚀程度较低，有残原保存，原面已经破损，分成东、中、西三道原。原面东西较窄，约400～800米，南北较长，延伸9．5公里，东原北起薛家原村，南至刘家原头村；西原北起车家原村，南至尚家原村，中原最短，北起车家原村，南至杨家原村。三道原由西到东呈现行书“川”字形。东西原之间夹马跑泉沟，沟谷深300多米，红土出露100多米。原体侵蚀严重，原面较平坦，坡度为5°～7°，残原保留面积0．61万亩，占全县总面积的1％。海拔778～1088米。其他均在寇家原镇，此地适宜骑兵活动。
第三节气候
吴堡位于中温带亚干旱区，为大陆性气候。全年平均气温11．3℃，无霜期170～190天。气候寒冷，气温年较差和日变化率较大。年平均降水量475毫米，多集中在夏秋季，干旱频繁，春旱严重。平均年日照时数2738．0小时，作物生长季节，光能充足，热量丰富，适宜发展农林牧副业。但旱、风、霜冻等气象灾害常有出现，对发展农业生产有很大危害。
本县1960～1993年平均日照2632．6小时，日照百分率为61％。6月日照时间最长，2月日照时间最短，分别为290．4和189．5小时，占年总日照时数的10．6％和6．9％。
历年日照最多时数出现在1980年，为2907．1小时，最少出现在1989年，为2189．7小时。相差717．4小时。
吴堡节气比北京早23分55秒，比西安迟6分16秒。
春分、秋分午正日高弧度是52°23′10″，日高余弧度是37°36′50″；冬至午正日高弧度是28°44′10″，余弧度是61°15′50″。
夏至日出于5时29分59秒，日没于19时30分1秒；昼长14时30分2秒，夜长9时29分58秒。冬至日出于7时29分1秒，日没于16时30分59秒，昼长9时29分58秒，夜长14时30分2秒。日中北京时间为12时6分14秒。
历年平均投射在本县地面上的太阳辐射总量为5．9×1014千卡/平方厘米，相当于84000亿吨标准煤。1975～1982年，八年间平均辐射总量为141．9千卡/平方厘米，其中6月最高，为18．0千卡/平方厘米，占年总量的13％；12月最低，为6．8千卡/平方厘米，占年总量的5％。季辐射量夏季最高，为48．6千卡/平方厘米，占年总量的34％；其次为春季，占30％，春夏两季占年总量的64％。
太阳总辐射的年际变化明显，1975～1982年的八年中，1982年最高，为148．7千卡/平方厘米；1975年最低，为137．4千卡/平方厘米。
本县年平均气温11．3℃，主要月份平均温度是：1月7．6℃，4月13．5℃，7月26．3℃，10月10．3℃。历年极端最高气温40．1℃，出现在1974年6月16日；极端最低气温-20．5℃，出现在1994年1月26日。大于30℃的气温出现在4～9月，大于38℃的高温天气出现在5～7月。冬季最低气温大都出现在1月，个别年份出现在2月。
本县气温年较差大，平均为31．3℃。1977年较差最大，为34．4℃；1979年最小，为26．9℃。气温月变化也大，最大值为13．6℃，出现于5月，最小9．7℃，出现于12月，2～6月高于平均值，7～12月和1月低于平均值，年平均值为11．5℃。另外一日之中气温最高值出现在14～15时，最低值出现在日出前后。晴天的日较差大于多云和阴天的日较差。春末秋初，出现冷暖气温交替频繁，日较差明显。春季升温快，多有倒春寒，秋季降温快，常有早霜冻。与周围各县相比，气温略高，境内平均气温大致为东南暖西北冷，与吴堡县地形分布规律（西北高东南低）正好相反，冷热差异不大，最高值是地势较低的宋家川11．3℃，最低值是地势较高的辛家沟9．9℃，相差1．4℃。
本县地面平均气温为12．7℃，地面极端最高温为67．4℃，出现于1961年6月11日，极端最低温-28．2℃，出现在1993年1月21日。
近30年平均初霜期为10月15日，最早的初霜日为1971年9月20日，最晚的初霜期为1985年10月31日，早晚相差41天。80％的年份于10月7日后霜冻。终霜日平均为3月26日，最早出现在1977年2月11日，最晚出现在1983年4月16日，相差64天。平均无霜期190天，1976～1977年度最长，达262天，1971～1972年度内最短，达162天。县内“三道原”及西北部的初霜期要提前7天左右，晚霜要推迟2天左右，相应无霜期偏短10天左右。霜冻为一年一遇，1958～1982年，10月以前出现的霜冻有1970年9月29日、1971年9月19日、1982年9月27日。晚霜于5月终止的有1959年5月12日、1973年5月20日、1976年5月5日、1981年5月12日。结冻期为100天，平均冻结初日为11月4日，最早为1974年和1981年的10月22日，最晚为1980年的12月4日。土壤全部解冻的平均日为3月17日，最早为1980年的3月12日，最晚为1978年的3月25日。最大冻土厚度99厘米，出现在1984年的2月12～16日。
本县累年平均降水量为463．8毫米，平均偏差83毫米，平均相对变率18％。年际变化大，最大降水量为1964年的672．5毫米，最小降水量为1965年的231．6毫米，相差440．7毫米，月平均降水量以7月的117．5毫米最多，8月的108．2毫米次之。平均降水日数76天。最多降水日数107天，出现在1984年；最少56天，出现在1974年。年内降水时空极不均匀，主要集中在7、8、9三个月，占全年总降水量的65％，且多雷阵雨，绝大部分降雨难以保留，利用率低。冬春两季降水仅占全年降水量的18％，冬春和初夏干旱少雨，对夏秋作物播种和冬小麦安全越冬造成困难。年水面蒸发总量达1893．1毫米，是降水量的4倍多。气候比较干燥。1972～1984年，降雪日数最多的年份是1972年，历时67天。最大积雪是1993年11月21日，深15厘米；1979年12月，深13厘米。1974～1984年，每年有冰雹出现。一般发生在3～10月份，但以6～9月份最多，分别占出现次数的22％、22％、19％、13％。10年出现14次。
本县冬季因受蒙古高压影响，偏北风最多；夏季受副热带高压控制，盛行偏南风，平均风速3米/秒。每年4～5月份风速最大。一日内2～6时风速最小，14～16时风速最大。农谚有“立夏不起尘，起尘活埋人”“天旱刮夜风”“热生风，冷生雨”之说。
1959～1993年全县发生6级以上大风398次，平均每年142次。多为西北风，其中夏季发生76次，一般与暴雨相伴。最大风速为32米/秒。
据1960～1961年、1971～1982年14年气象资料记载，共出现风速≥17米/秒（风力8级）的大风221次，平均每年15．3次，1977年最多，为35次。
1971年6月22日出现了一次大风，风速32米/秒，大于11级，持续20分钟之久。
1987年8月18日下午连续出现两次（17时6分～17时18分、19时33分～19时48分）大风，且伴有冰雹，风速达35米/秒，风力12级，是有资料记载以来最大的风，刮倒两座输电线路铁塔，不少树木折断，农作物叶碎倒伏。据不完全统计，造成直接经济损失1500多万元。
本县四季分明：逢春地解冰消，万物复苏；夏令小麦茂盛，百鸟欢叫；秋色风景宜人，天高气爽；冬季寒冷干燥，雪闭山门。
吴堡四季的习惯划分：
春季：地解冰消，日趋温暖，草木萌生，初雷出现，冬小麦返青，可分为三个阶段。初春，指标植物柳树，枝梢开始泛绿。“立春”过，阳地消，小溪解冻，道路泥泞，农谚称：“五九、六九，水走浮头。”“雨水”来临，柳枝泛绿，农谚又说：“七九、八九，河边看柳。”仲春，指标植物是桃杏。
“惊蛰”前后，虫类苏生，牲畜换毛；鸡冠红娇，产蛋最多，格外嚷噪。
“春分”至，小麦青，风和日丽，春色迷人。蚊蝇孳生，地温上升，桃杏现蕾，柏柳竞争。季春，指标植物木竹，黄花盛开。“清明”寒食到，家燕来筑巢。桃杏竞艳，点缀山沟。农民大种玉米、蓖麻。农谚说：“清明前后，种瓜点豆。”“谷雨”来到，布谷鸟始叫，但以≥10℃<22℃为春季，吴堡仅55天。
夏季：日长夜短，逐渐炎热，立夏之后，日平均气温20℃～28℃，植物茂盛，动物繁衍。可分为三个阶段。初夏，指标植物是榆树，此时榆钱满树挂。“立夏”小麦拔节，大秋入种，布谷鸟日夜鸣叫，声声不息，家家种田忙。农谚说：“四月的麦子挑旗旗”。仲夏，指标植物是桑树。“芒种”左右，是吴堡马铃薯的最佳播种期。其他晚秋作物，接着开始入种。农谚有“芒种乱种田”的说法。季夏，指标植物是枣树，青枣能填住鼻孔。“小暑、大暑，灌死老鼠。”这时期，天气闷热，庄稼长得最快。气候无常，或者大旱，或者大暴雨，下细雨的年份很少。吴堡夏季≥22℃长85天。
秋季：是秋禾和各种植物果实、种子成熟的季节。数暖就数凉，万木绿转黄，树叶脱落，百虫蛰伏，可分为三个阶段。初秋，“立秋、处暑发大水”，往往山洪暴发，造成灾害。仲秋，雷声息，蚊销匿。过了“白露”两头红，红枣果实由花红变为全红。“秋分”，这时逢八月中秋，农民不再锄地，红枣糖心心，糜谷黄澄澄，农民趁月光连夜收打，正值农忙之时。“场上枷响，地里萝卜长；刨红薯，腌菜忙。”季秋，指标植物是刺槐，黄叶开始脱落。农谚说：“养过‘寒露’不怨天”“霜降杀百草”，大部分田禾、野草被霜杀死。这时，农民抢收马铃薯，唯恐受害。以中国科学院的划分四季标准，吴堡秋季（≥10℃<22℃）仅63天。
冬季：四季最冷的季节，树叶落尽，日斜昼短。初冬，指标植物是柏树，叶子由绿变黄。“‘立冬’地不消”，农民挖粪窖，搞农田基本建设。
“小雪”黄河流凌，小溪封冻。“大雪”白茫茫，天高云淡；隆冬，指标植物是垂柳。“冬至”背地雪不消，麻雀上窗叫，日平均气温降到0℃以下。
“小寒”阳地也冻结，晨霜浓铺，常有雪飘。“大寒”到，磨面碾谷把米淘。
扫舍、洗衣、送肥料，窗花贴上迎春到。日平均气温超过10℃要在4月上旬左右，以中国科学院季节划分法，吴堡冬季长162天。
第四节河流
本县河流属黄河水系。不计黄河水，本县水资源年总量为4636．22万立方米，其中年地表径流2092．5万立方米，地下水年天然排泄量1388．97万立方米，客水607．25万立方米。
黄河流经吴堡县的岔上、丁家湾、郭家沟、薛下村、宋家川3乡2镇的18个村庄，县内流程45．7公里，均宽0．5公里。
