临淄区位于山东省中部、淄博市东部。临淄区地势南高北低，并向东北倾斜，南北最大落差400米。由南向北逐渐变缓，依次分布着低山丘陵和山前平原、微斜平地、浅平洼地等地貌单元。境内低山丘陵和平原面积分别占全区总面积的27.9%和72.1%。临淄区地处鲁西隆起的北部边缘，茌平至淄博凹陷带的东端，经历了前震旦纪的“地槽阶段”，古生代的“地台阶段”，中生代的“活化阶段”和新生代的“新构造阶段”，为“金岭背斜”和“湖田向斜”构造。特征是在古老的结晶基地之上有较新的沉积岩覆盖，为双层结构型，褶皱构造不甚发育，以断裂构造为主。岩浆岩石分布面广，并具有多期活动的特点，主要有金岭杂岩体及火山岩。临淄地区的土壤，土层深厚，质地适中，土体构造良好。土壤母质多为黄土性洪积、冲积物。南部低山岭坡上的土壤母质多为石灰岩风化物。山丘中上部多为残积——坡积物，浅平洼地则为湖泊沉积物。淄河自南而北纵穿临淄区境内东部，发源于黄山之阴的乌河流经境内西北部。淄河淄河又称淄水或淄江。因齐故城临近淄水，由此而得名临淄。淄河是山东重要河流之一，是淄博境内最大的河流,也是临淄人民的母亲河。淄河发源于泰沂山脉及东南部的鲁山山脉，经博山、淄川两区及青州市流入临淄区境内，再北去广饶县汇流小清河，全长122公里。临淄境内河段42.5公里，流域面积227.1平方公里，河床宽一般在500—800米，最宽1公里以上。上游多支流，河岸峰高，落差大，行洪快，力量最大时2030立方米/秒。因其河床沿山坡断裂层伸延，多渗漏，故有“淄河十八漏”之说。每逢雨季，山洪爆发，巨涛滚滚，汪洋一片，惊心动魄，使人望之生畏。及至夏季，涓涓细流，静静地流淌，沙底可见，细鳞游泳，两岸垂柳拂面，又使人心旷神怡。乌河乌河发源于淄博市临淄区大武乡南部山丘地带，流经该区路山乡，在六天务村西入桓台县，再经桓台县侯庄、索镇、耿桥、起凤等乡(镇)在夏庄村北入予备河去博兴县。乌河主要支流涝淄河，发源于淄川区大北山北麓，流经临淄区边河乡、张店区沣水镇、桓台县果里乡，至索镇城南入乌河。河长39公里，流域面积115平方公里。临淄区属于北温带大陆性季风气候，季节变化分明。

2003年气温较高，降水充沛，年平均气温为13.5℃，较历年平均气温偏高0.6℃。年降水量为875.5毫米，较历年平均降水量偏高256.4毫米。年内共有3个暴雨日，分别出现在7月20日、8月1日、9月4日，降水量依次为59.6mm、71.2mm、71.1mm。年日照时数为2298.9小时，较历年平均日照时数偏少142.5小时。临淄区矿产资源丰富，种类繁多，已发现矿产11种，已探明储量的8种，已开采利用的4种。煤、铁矿保有资源储量居全市第一位，其中煤矿保有资源储量占全市的81.27%，铁矿保有储量占全市的62.26%，水泥用灰岩、高岭土保有储量分别占全市的24.38%和75.63%。临淄属华北落叶林区，原始植被已无，现多系人工植被，很少自然植被。

2002年全区植被覆盖率为73.87%，其中林木覆盖率为15%。自然植被多分布在境内南部的低山丘陵和崖边，沟坡及平原的河滩，面积55883.2亩，覆盖率为5.6%。人工植被主要分布在低山岭被、近山阶地和沟、渠、河道两旁及庭院四周，总面积675611亩，占全区总面积的67.47%，其中林木植被150378亩，覆盖率为15%。