1、地质：凤翔北部山地（千山余脉自西向东延伸至县境北部，俗称“北山”。）主要系寒武纪、奥陶纪、二叠纪、三叠纪及白垩纪地层组成的北缓倾单斜构造。南部塬区主要为第四纪覆盖，黄土层深厚，基石露头甚少。西部冯家山库区出露有中元古界熊耳群火山岩、高山河组石英沙岩、龙家园组白云岩等。
本区内断裂稀少，主要有草碧——范家寨——岐山、八度——清凉山——千河断裂，它们分别通过塬区的东北及西南边界，与南侧的宝鸡——蔡家坡——眉县塬边断裂共同组成一个对凤翔塬区的围限边界断裂。
2、地貌：凤翔地处秦岭纬向、祁吕贺山字型及陕西旋卷构造体系的复合部位，地形复杂多样，山、川、塬具有，境内地势总特征为北山、南塬、西河谷。
北部丘陵山区，海拔1200～1600米，最高峰1678米，由红色底砾岩及三趾马红土构成。沟壑纵横，溪流潺潺，人稀地广，清静幽雅；南部平原，海拔649～968米，相对高差319米。横水河、千河自北向南分别入讳河、渭河。雍水河自西北向东南横贯中部，将原面自然分割为两大块，北为山前洪积扇平原，平坦完整。南属黄土台塬，土壤肥沃；西部的千河阶地（亦称千河川道），海拔588～750米，为全县最低处，自北向南倾斜，区内水质甘甜，土壤多为淤土。
3、气候：凤翔属暖温带大陆性季风气候区，半湿润半干旱。年平均气温11.4度，降水量625毫米，无霜期209天。全年四季分明，冬夏长而春秋短；雨热同季，有利于作物生长。但在农作物生长季节中，太阳幅射强，气温、降水年际变化大，亦易发生干旱。
冬季受蒙古高压和极地变性大陆气团影响，天气冷、晴、干燥，气温最低，降水最少。
春季暖气团势力逐渐转强，气温渐高且回升快，通常雨水也逐渐增多。但多风，冷空气活动频繁，天气多变，农作物常遭霜冻侵害。
夏季受蒙古低气压及太平洋副热带气团影响，高温酷暑，多雷阵雨，时伴冰雹，降水集中，农作物常遭伏旱危害。
秋季冷暖气团交替出现，低温多阴雨，10月下旬气温迅速降低，降水明显减少。秋末，天高云淡，气候凉爽，素有“十月小阳春”之称。
由于地形影响，凤翔县南北气候差异较大，南部塬区比北部山区年平均气温高4.2℃，无霜期长20天左右，年降水量少100毫米左右。
4、水文：凤翔境内年平均径流深68.5毫米，分布不均，由东南向西北递增，变化范围50～100毫米。最高值区为丘陵山区，可达100毫米。降水丰富，蒸发量小，地面坡度大，渗透系数小，径流系数0.15，有利于产流；最低值区为黄土台塬，50毫米，其条件与丘陵山区相反。县境内河流的支流均在山区。地下水主要由降雨补给，年内降雨多集中在7～9月，径流年内变化与降雨量年内分布基本一致。塬区地面平缓，耕地连绵，下渗大，部分降雨下渗后潜入地下，其少量再经天然沟渠出渗排泄，径流分布较匀。丘陵区沟深坡陡，土壤侵蚀除面侵外，有滑坡、塌方等现象，致使暴雨季节径流输泥沙量增大，年侵蚀模数最高的浅山区已达2288.2吨/平方公里。
5、土壤：凤翔土壤分土、黄绵土、褐土、淤土、潮土、雍土、沼泽土、紫色土8类，20个亚类，46个土属，129个土种。
6、植被：凤翔山、川、塬、沟、壑各种地形都有。北部低山丘陵和丘陵沟壑区山峦起伏，沟壑纵横，主要沟系开阔，坡度平缓，多在15～20度，天然植被优于塬区。南部川塬区地势平缓，海拔750～950米，土壤肥沃。
7、动物：凤翔动物类群多样。其中金钱豹、白肩雕、鸢、秃鹰等被国家列为重点保护动物。
8、自然灾害：凤翔的自然灾害主要是干旱、连阴雨、暴雨、冰雹、霜冻等。以干旱、连阴雨、冰雹危害最大。
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