績溪是一個含中山的低山丘陵區，處黃山支脈和天目山支脈結合部，俗稱“宣徽之脊”。最高處清涼峰海拔1787.4米，最低處臨溪鎮江村環村海拔125米，縣域海拔171米。 嶺山脈綿亙中部，分縣境為南北兩部分。屬亞熱帶季風濕潤氣候區，四季分明。年均溫15.9℃，無霜期233天，年降水量1500毫米。主河道登源河、揚之河、大源河各長40余公里。據測算，水能資源可開發量為2.3萬千瓦。 境內礦藏已探明39種，主要有金、銀、銅、鎢、鉬、鉛、鋅、砩石、石煤等。其中鎢礦儲量達40780噸；石煤儲量13.96億噸，位居全省榜首。野生植物資源，已查明150多科， 1320余種。其中，屬國家重點保護的珍稀植物27種，省、地方保護的20余種，主要樹種有杉木、馬尾松、黃山松、青崗櫟；還有桑、茶、油桐、油茶、山核桃等經濟林；竹類分布較廣，主要有毛竹、元竹等。藥用植物，有貝母、黃蓮、白術、丹參、山茱萸、茯苓、七葉一枝花等600多種。