磴口县县境地形地貌复杂,大体可分为山地、沙漠、平原、河流四种类型:北部是高耸巍峨的狼山山脉,为土石山区,面积145.3万亩,蕴藏着丰富的矿产资源;西部是广袤的乌兰布和大沙漠,地表为沙丘和沙生植物覆盖,面积426.9万亩;东部为一望无垠的黄河冲积平原,平原区45.6万亩,这里地势平坦,土地肥沃,渠道纵横,灌溉便利;南面是奔腾咆哮的古老黄河,黄河水域7.3万亩,整个地形除山区外呈现东南高、西北低,东南逐步向西北倾斜,从东南总干渠引水闸到西北乌兰布和沙区,坡降23米。境内海拔最高2046米,最低1030米。
磴口县属温带大陆性季风气候,其特征是冬季寒冷漫长,春秋短暂,夏季炎热,降雨量少,日照充足,热量丰富,昼夜温差大,积温高,无霜期短。全年日照时数3300小时以上,全年无霜期在136-205天之间,年平均气温为7.6℃,植物生长期的5-9月份光合有效辐射40.19千卡/cm2,植物生长期的积温约为3100℃,生长期昼夜温差14.5℃。年平均降雨量144.5mm,年均蒸发量2397.6mm。这种独特气候特征有利于干物质糖分积累,适宜北方农作物生长。
磴口县濒临黄河,依乌兰布和沙漠,北靠阴山,独特地理优势和气候特征,使这里的自然资源十分丰富。盛产小麦、玉米、油葵、甜菜、番茄等农作物。名优特产华莱士瓜、王爷地甘草、苁蓉、南瓜、二狼山山羊绒等在国内外久负盛名;野生植物主要有山榆、胡杨、梭梭林、中药材等;动物主要有天鹅、灰鹤、野鸭、野鸡、黄羊、野兔、各种鱼类等,其中尤以黄河鲶鱼、鲤鱼最为出名。我县境内有着丰富的矿产资源,目前已发现的有20多种,其中金属矿有金、银、铜、铁,非金属矿有红柱石、白瓷石、大理石、硅石、钾长石、云母、建筑用砂石、粘土及矿泉水,此外,还有放射性矿产铀。