乌海市地处黄河上游，东临鄂尔多斯高原，南与宁夏石嘴山市隔河相望，西接阿拉善草原，北靠肥沃的河套平原。是华北与西北的结合部，同时也是“宁蒙陕甘”经济区的结合部和沿黄经济带的中心区域。总面积1 754平方公里。基本地形地貌特征是“三山两谷一条河”。　　

东部是绵延百里的桌子山，中部为甘德尔山，西部为五虎山，各山体均属贺兰山脉的北端余脉，三山成南北走向平行排列，中间形成两条平坦的谷地。黄河沿岗德尔山西谷流经市区，阻断乌兰布和沙漠进入河套地区。乌海地势东西两边高、中间低。域内地貌分为四大类：构造侵蚀中低山地占乌海总面积的40%，剥蚀丘陵区占乌海总面积的20%，山前堆积冲洪积扇区占乌海总面积的30%，黄河冲积堆积阶地占乌海总面积的10%。　　

地表水年径流量分布的总趋势是：丘陵区大于平原区和山区。山区岩石裸露，地面坡度较大，径流深较大，一般在3～5毫米。丘陵地区植被差，地面坡度较大，径流深1.5—3毫米，宽谷沟地植被较多，地面坡度缓，其土壤多为沙壤土，径流深在1.5毫米以下，个别地区沙化严重，不产生径流。　　

乌海市地处大陆深处，属于典型的大陆性气候，其气候特征是冬季少雪，春季干旱，夏季炎热高温，秋季气温剧降。春秋季短，冬夏季长，昼夜温差大，日照时间长，可见光照资源丰富。多年平均9.　640.2℃　，极端最高气温　40.2℃　，极端最低气温-36.6℃，多年平均日照时间数为3 138.6小时，年平均接受太阳辐射能155.8千卡/平方厘米，平均无霜期为156—165天；历年平均降水量　159.8毫米　，平均相对湿度42%，平均蒸发量3 　289毫米　；年平均风速　2.9米　/秒，瞬间最大风速　33米　/秒。乌海是发展种养业及高效农业光热资源最充足、最理想的地区之一，所有北方的农作物都适宜在这里种植，并产高质优。