砀山县境地势平坦，系黄河冲积而成，境内中部略高，南北稍低。黄河故道以北  砀山县平均海拔47.8米，以南平均海拔44米，县西北最高处海拔54.8米，县东南最低处海拔40.4米。由于黄河屡次泛滥及改道，中小地势起伏，岗、坡、洼相间，这种微域地形的地貌变化，使水、盐重新分配，形成砀山县的废黄河高滩地，决口扇形地，缓平坡地，浅平洼地，背河洼地五种地貌类型。砀山县地处山东台背斜徐蚌拗折带，沉积了巨厚的第四系地层，其厚度至东向西逐渐增大。县境南部的程庄、王湾、陈庄、关帝庙一带，第四系厚度为318.15米～456.77米。下伏基岩为古生代二迭系砂页岩。砀城南4里王庄钻孔打至500米尚未穿过第四系地层。
        砀山县地处新汴河、南四湖两大水系，同属淮河流域。两水系以故黄河南堤为分水岭，以北为南四湖水系，流域面积440.3平方公里，占全县总面积的36.9%，主要河流有故黄河、复新河；以南  砀山县为新汴河水系，汇水面积752.84平方公里，占全县总面积的63.1%，主要河流有大沙河、巴清河、利民河、东洪河、文家河等。 
        砀山县地表水主要来源为大气降水，县境内降水总量丰水年为13.41亿立方米，平水年为9.32亿立方米，枯水年为6.28亿立方米，多年平均降水9.51亿立方米。砀山县境内河流均系雨源型间歇性河道，地表水径流年际变化较大，年份内分配不均，大部分降水集中在汛期，其中6－9月份降雨量占全年降雨量的67%。多年平均径流深为92.5毫米，多年平均径流总量为1.1亿立方米；最大量（1963年）径流深为373.3毫米，年径流量4.45亿立方米；最小年径流深为16.2毫米，年径流量0.19亿立方米。正常年全县地表蓄水量为4829.5万立方米。 　
        砀山县地下水属入渗－蒸发－开采型。主要来源是大气降水的入渗，侧向补给及越流补给微弱。在揭露深度范围内为孔隙水。依据埋藏条件、水力性质划分为0－50米的浅层孔隙水含水岩组和大于50米的中、深孔隙含水岩组，根据区域地下水动态监测资料分析，两组之间水力联系微弱。富水性按勘探钻孔成井砂层累计度（细砂、粉砂、亚砂土）划为富水区、中等富水区、弱水区三个类区。全县多年平均地下水资源量为2.01亿立方米，可开采模数16.84万立方米／平方公里。

        砀山县位于黄淮海平原的南部，气候界于暖温带和北亚热带之间，属于季风半湿润气候区。年平均温度14.1℃（1955－2000年），极端最高温度41.6℃（1966年），极端最低温度-19.9℃（1955年）；平均年降水743.3毫米，最多年降水1333.4毫米（2003年），最少415.0毫米（1966年）；年日照时数2219.1小时。四季最多风向：秋、冬季偏北风；春、夏季偏东风。年无霜期201天。主要气象灾害：旱、涝、霜、风、雹、大雾等影响农业生产。