通辽市地势南部和北部高，中部低平，呈马 鞍形。北部为大兴安岭南麓余脉的石质山地丘陵，占通辽总面积的22.8%，海拔高度400～1300m；南部为辽西山地边缘的浅山、黄土丘陵区，占通辽总面积的7.0%，海拔高度550～730m；中部为西辽河流域沙质冲积平原，占通辽总面积的70.7%，海拔高度120～320m，其中在西辽河流域冲积平原与山地、丘陵之间的过渡地带分布着起伏不平的沙丘和沙地，海拔高度200-400m。　　

通辽市年平均气温0～6℃，年平均日照时数3000小时左右，≥　10℃　积温3 000～3 　200℃　，无霜期140-160天，年平均降水量350～400mm，蒸发量是降水量的5倍左右，年平均风速3～4.4m/s，全年8级以上大风日数20-30天。　　

通辽市地带性土壤为栗钙土，其余土壤主要有风沙土，灰色草甸土等十个种类，以风沙土为主，占总面积的43.5%。　　

通辽流域面积100平方公里以上的河流共47条，自然湖泊600多个，有大中小型水库121座。水系以西辽河水系为主，分布在其支流西拉木伦河、老哈河、教来河以及新开河，还有东辽河下游和辽河干流的一部分支流、大凌河和霍林河的一部分。由于连年干旱，通辽境内辽河、新开河、教来河常年断流，70多座中小型水库干涸，局部地下水位下降，水资源匮乏。