地形地貌:喀喇沁旗地形复杂多样,地势由西南向东北倾斜,旗内以茅荆坝和马鞍山梁为主体,由西向东构成中低山地、丘陵漫岗和河谷平原3种地貌类型。海拔高度在500~1890.9米之间,西南部燕山北麓羽脉的七老图山脉最高峰葫芦峰海拔1890.9米,韭菜楼海拔1806米,东北、东南部的锡伯河下游、老哈河沿岸的平原地带,海拔只有500~600米左右。旗内西南部多为山区,天然植被较好,占全旗总土地面积的49.6%,中部为黄土丘陵及山麓地带,山峦起伏,坡向多变,冲沟密布,植被较少,占全旗总土地面积的37.4%,东部老哈河畔及锡伯河沿岸为河谷平川地区,土层较厚,水资源较丰富,为旗内主要产粮区,占全旗总土地面积的13%。土壤以棕壤土、褐土、草甸土为主,肥力中等,pH值7.6~8.5,有机质含量10~20克/千克,全氮平均1.03克/千克,有效磷平均14.8毫克/千克,速效钾平均143.54毫克/千克,属于典型的农业旗县。
水文条件:喀喇沁旗属西辽河上游老哈河水系。境内主要河流8条,即老哈河、坤都沦河、马架子河、楼子店河、锡伯河、小牛群河、半支箭河、西路噶河,分属于老哈河、锡伯河、西路噶河、半支箭河4个流域。多年平均径流深49.8毫米,年径流总量1.50亿立方米,客水4.86亿立方米。全旗年人均占有地表水451立方米,年人均占有可开采地下水量145立方米。农业为深井水灌溉,无工业污染,环境条件优良。