Về khí hậu, Bắc Ninh thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có mùa
đông lạnh và không khác biệt nhiều so với các tỉnh lân cận của Đồng bằng sông Hồng. Đây là điều kiện thuận lợi để phát triển các vùng rau, hoa quả,
chăn nuôi, tạo ra giá trị lớn trên một đơn vị diện tích canh tác.
Về địa hình - địa chất, địa hình của Tỉnh tương đối bằng phẳng, có
hướng dốc chủ yếu từ Bắc xuống Nam, từ Tây sang Đông, được thể hiện qua các dòng chảy mặt đổ về sông Đuống, sông Thái Bình. Mức độ chênh lệch địa hình không lớn, vùng đồng bằng thường có độ cao phổ biến từ 3 - 7 m, địa hình trung du đồi núi có độ cao phổ biến 300 - 400m. Diện tích đồi núi chiếm tỷ lệ rất nhỏ (0,53%) so với tổng diện tích tự nhiên toàn Tỉnh, phân bố chủ
yếu ở 2 huyện Quế Võ và Tiên Du. Ngoài ra còn một số khu vực thấp trũng ven đê thuộc các huyện Gia Bình, Lương Tài, Quế Võ, Yên Phong.Đặc điểm
địa chất mang những nét đặc trưng của cấu trúc địa chất thuộc vùng trũng
sông Hồng, bề dày trầm tích đệ tứ chịuảnh hưởng rõ rệt của cấu trúc máng. Với đặc điểm này địa chất của tỉnh Bắc Ninh có tínhổn định hơn so với Hà Nội và các đô thị vùng đồng bằng Bắc Bộ khác trong việc xây dựng công trình.
Bên cạnh đó có một số vùng trũng nếu biết khai thác có thể tạo ra cảnh quan sinh thái đầm nước vào mùa mưa để phục vụ cho các hoạt động văn hoá, du lịch. Tuy nhiên, diện tích tự nhiên nhỏ, đất nông nghiệp còn một số vùng thấp, trũng dễ bị
ngập úngảnh hưởng đến việc phát triển các vùng sản xuất hàng hóa tập trung. Về đặc điểm thuỷ văn, Bắc Ninh có mạng lưới sông ngòi khá dày đặc, mật độ lưới sông khá cao, trung bình 1,0 - 1,2 km/km2, có 3 hệ thống sông lớn chảy qua gồm: sông Đuống, sông Cầu và sông Thái Bình [30].
Sông Đuống, có chiều dài 42 km nằm trên đất Bắc Ninh, tổng lượng
nước bình quân 31,6 tỷ m3. Mực nước cao nhất tại bến Hồ là 9,64m, cao hơn
so với mặt ruộng là 3 - 4m. Sông Đuống có hàm lượng phù sa cao, vào mùa
mưa trung bình cứ 1m3 nước có 2,8 kg phù sa [30].
Sông Cầu, tổng chiều dài 290 km với đoạn chảy qua tỉnh Bắc Ninh dài
70 km, lưu lượng nước hàng năm khoảng 5 tỷ m3. Sông Cầu có mực nước trong mùa lũ cao từ 3 - 6 m, cao nhất là 8 m, trên mặt ruộng 1 - 2 m, trong mùa cạn mức nước sông lại xuống quá thấp (0,5 - 0,8 m ) [30].
Sông Thái Bình, thuộc vào loại sông lớn của miền Bắc có chiều dài 385
km, đoạn chảy qua tỉnh Bắc Ninh dài 17 km. Do phần lớn lưu vực sông bắt nguồn từ các vùng đồi trọc miền Đông Bắc, đất đai bị sói mòn nhiều nên nước sông rất đục, hàm lượng phù sa lớn. Do đặc điểm lòng sông rộng, ít dốc, đáy
nông nên sông Thái Bình là một trong những sông bị bồi lấp nhiều nhất. Theo tài liệu thực đo thì mức nước lũ lụt lịch sử sông Thái Bìnhđo được tại Phả Lại năm 1971 đạt tới 7,21 m với lưu lượng lớn nhất tại Cát Khê là 5000 m3/s [30].
Ngoài ra, trên địa bàn Tỉnh còn có các hệ thống sông ngòi nội địa như
sông Ngũ huyện Khê, sông Dâu, sôngĐông Côi, sông Bùi, ngòi Tào Khê, sông
Đồng Khởi, sông Đại Quảng Bình. Với hệ thống sông này nếu biết khai thác trị
thuỷ, điều tiết nước sẽ đóng vai trò quan trọng trong hệ thống tiêu thoát nước của Tỉnh. Trong khi đó, tổng lưu lượng nước mặt của Bắc Ninh ước khoảng 177,5 tỷ
m3, trong đó lượng nước chủ yếu chứa trong các sông là 176 tỷ m3; được đánh
ngầm cũng khá lớn, trung bình 400.000 m3/ngày, tầng chứa nước cách mặt đất trung bình 3 - 5 m và có bề dày khoảng 40 m, chất lượng nước tốt. Toàn bộ
nguồn nước này có thể khai thác để phục vụ chung cho cả sản xuất và sinh hoạt trong toàn Tỉnh, trong đó có các hoạt động của đô thị [30].
Tài nguyên rừng, tài nguyên rừng của Bắc Ninh không lớn, chủ yếu là rừng trồng. Tổng diện tích đất rừng khoảng 619,8 ha, phân bố tập trung ở Tiên Du, thành phố Bắc Ninh và Quế Võ.
Tài nguyên khoáng sản, Bắc Ninh nghèo về tài nguyên khoáng sản, ít về
chủng loại, chủ yếu chỉ có vật liệu xây dựng như: đất sét làm gạch, ngói, gốm, với trữ lượng khoảng 4 triệu tấnở Quế Võ và Tiên Du,đất sét làm gạch chịu lửa
ở thành phố Bắc Ninh, đá cát kết với trữ lượng khoảng 1 triệu tấn ở Thị Cầu - Bắc Ninh, đá sa thạchở Vũ Ninh - Bắc Ninh có trữ lượng khoảng 300.000 m3. Ngoài ra còn có than bùnở Yên Phong với trữ lượng 60.000 - 200.000 tấn [30].
Tài nguyên đất, tổng diện tích đất tự nhiên của tỉnh Bắc Ninh 822,71 km2, trong đó đất nông nghiệp chiếm 53,12%, đất nuôi trồng thủy sản chiếm
6,16%, đất lâm nghiệp chiếm 0,75%, đất chuyên dùng và đất ở chiếm 39,2%,
đất chưa sử dụng còn 0,77%. Bắc Ninh có diện tích đất tự nhiên chỉ chiếm 0,2% diện tích tự nhiên cả nước, là địa phương có diện tích tự nhiên nhỏ nhất trong 63 tỉnh, thành phố hiện nay.
Mặc dù giai đoạn 2009 - 2011, Tỉnh đã tập trung đẩy mạnh công tác
“dồn điền, đổi thửa” nhưng thực tế vẫn còn nhiều ô thửa, bình quân 3,5 thửa/hộ, diện tích 1 thửa ruộng còn rất nhỏ, rất khó để phát triển nông nghiệp hàng hoá [30].