裕安地势由西南向东北倾斜，总面积 1926 平方公里，境内最高峰黄巢尖海拔 583米。地貌大体分山地、丘岗和湾畈三种，各占全区面积的三分之一，境内山脉均为大别山余脉。除青山乡和城南部分村属长江水系外，其余均属于淮河水系。全区有 8 个乡镇属于安徽省江淮分水岭综合治理重点区域，主要河流有老淠河、淠史杭总干渠和东西汲河贯穿全境。

裕安属北亚热带湿润季风区，雨量充沛，气候温和，四季分明，物产丰富。土壤为黄棕壤、棕壤、潮土、紫色土、石灰 （岩） 土、草甸土、水稻土 7 类，既适合水稻、玉米、油菜、小麦等多种农作物生长，又适宜松、杉、茶叶、油桐、油茶等实用林和经济林木繁衍。全区有1328 种植物，200 余种野生动物，其中稀有濒危植物 20 种，国家一级保护动物 2 种。