西峡境内地形复杂，北部是海拔高、坡度大的中低山地，南部是鹳河谷地，两侧是起伏大的低山丘岭。全县最高山峰犄角尖海拔2212.5米，最低点位于丹水镇马边村，海拔181米，自然坡降为33％。

西峡处于亚热带向暖湿带过渡地带，属北亚热带季风区大陆性气候，气候温和，雨量适中，光照充足，年均气温15.1℃，年均降雨量800毫米左右，年均无霜期为236.2天，年均日照2019小时。素有“春前有雨花开早，秋后无霜叶落迟”之称。

境内河流众多，属长江流域丹江水系的鹳河纵贯全县南北，并与526条大小河流呈羽状分布于崇山峻岭之中。主要河流有鹳河、淇河、峡河、双龙河、丹水河等。