地形地貌 地处黄土高原丘陵沟壑区。地势西北高，东南低。最高点宽州镇董家沟村后高梁圪垯，海拔1282.5米。最低点双庙河乡贺家畔村黄河滩，海拔570米。
地形以无定河为界，东部地区东临黄河，为丘陵峡谷，沟谷狭窄，海拔800米以下黄土已经全部侵蚀，基岩及第三纪红土大量裸露。 西部地区黄土层厚，多峁梁，沟壑发育，地面破碎，流水和重力侵蚀严重。秀延河、无定河两岸为冲积川道，地势平坦。境内东南部有较大残塬。
气候 境内属暖温带大陆性季风半干旱气候区。其特点是四季分明。春季暖气团渐渐增强北进，气温渐高，降水增多。气温日差较大，易有寒潮、霜冻和大风等天气。夏季受副热带高压影响，雨量集中，多为雷阵雨，并伴有强烈大风。雨量分布极不均匀。初秋多出现连续淫雨天气。 冬季受强大的西伯利亚冷空气的控制和侵袭，气候寒冷而干燥，降水极少。
年平均气温为9.6°C。1月份平均气温－6.8°C，7月份平均气温23.8°C，年平均最高气温16.5°C，年极端高温38.1°C，年平均最低气温3.7°C，年极端低温为－22.6°C。
年均降水500毫米，最大降水量735.3毫米（1964年），最小254.7毫米。 降雨主要集中于6至8月，占年降水总量80%左右。
水文 境内河流属于黄河流域。 一级河流黄河，三级河流无定河，四级河流秀延河， 四级以下河流295条，河流总长度662千米 。河道密度0.3千米/平方千米，年径流总量308.8亿立方米，其中年产径流总量0.9 亿立方米。
境内最大河流为黄河，由石盘乡上坪村至双庙河乡贺家畔村，流经石盘、解家沟、高杰村、玉家河、双庙河5个乡镇。境内流程57千米，流域面积407.8平方千米，平均流量933.32立方米/秒，年总流量294.3亿立方米。主要支流有无定河，境内流程69.9千米，高杰村镇河口村注入黄河；秀延河，境内流程28.7千米。
矿藏及其它自然资源 境内有煤、石油、天然气、岩盐，青沙岩、赤铁、黄铁、锰等，其中，石油、天然气、煤、岩盐储量大，尚处于后续勘探和试采阶段，总储量未确。
境域属全国六处沙岩石基地之一，资源丰富，蕴藏量大。
水能资源较丰富，蕴藏总量达3.5万千瓦，可开发利用2.5万千瓦。占总量的71.43%。
清涧为全国红枣最佳优生区之一，植枣历史3000年以上。有6个品种群17个品种。 1995年就被国家农业部等六部委命名为“中国红枣之乡”。
境内有干草、茵陈、柴胡、远志、枸杞等野生药材植物100余种。
自然灾害 主要自然灾害有旱涝、风灾、冰雹、低温、霜冻、雷击等。以干旱灾害为最，概率为88.46%，几乎每年都有局部或全县性旱灾发生。 1983年春季到入伏，未下透雨，全40.07万亩秋季作物受旱，减产八成。暴雨和冰雹灾害发生概率100%，主要发生在夏秋两季。大风灾害频繁，主要出现在春夏两季，其中春季占42%，由强冷空气入侵而形成。从1952年到1990年48年间共出现大风（风力≥8级）316次，年均6.58次。春季大风天气常伴有浮尘、扬沙，沙尘暴天气。