咸阳市地势北高南低，呈阶梯状。
东北部的旬邑县石门山峰海拔1885.3米，为全市最高点。东南部的三原县大程镇清河出境地，海拔362米，为全市最低处。北部属渭北黄土高原半干旱沟壑区的南缘，海拔1000米至1800米，面积6374.2平方公里。南部为渭河盆地，属关中平原的一部分，面积2684.3平方公里，地势平坦。农垦历史悠久，南部平原除栽培树种外，自然植被分布较少。咸阳市四季分明，地处暖温带，属大陆性季风气候，四季冷热干湿分明，气候温和，光、热、水资源较丰富，有利于农、林、牧、渔各业发展，全年平均降水量为537毫米—650毫米，平均温度9.0℃—13.2℃。热量条件南北差异明显，年均气温南部一般比北部高4.2℃，累计年光照时数平均为2017.2小时—2346.9小时；6月、7月、8月3个月的日照时数占全年的32%左右，对夏收作物的成熟和秋收作物的生长发育很有利，北部无霜期为172天—205天。
