Bình Xuyên có ba vùng địa hình khá rõ rệt: Đồng bằng, trung du, miền núi; nhìn chung địa hình thấp dần từ Bắc xuống Nam. Trừ khu vực dãy núi Tam Đảo là diện tích đồi núi phân bố tập trung, còn phần lớn các đồi gò đều nằm xen kẽ các khu ruộng khá bằng phẳng nên yếu tố địa hình có thể phân thành 2 dạng chính sau: Đất đồi núi có tổng diên tích: 124,54 ha. Đất bằng có tổng diện tích: 10.395,33 ha. Địa hình của huyện cho phép phát triển kinh tế – xã hội đa dạng: kinh tế đồi rừng, du lịch nghỉ dưỡng ở miền núi, vùng đồng bằng, vùng trung du thuận lợi cho phát triển nông nghiệp và hình thành khu công nghiệp tập trung.
- Địa hình: Từ đặc điểm địa hình nêu trên có thể đưa ra một số nhận xét về địa hình của huyện Bình Xuyên như sau.
+ Vùng núi: Tập trung ở phía Bắc của huyện là những ngọn núi cao từ 300-1.500m chạy theo hướng Đông Bắc – Tây Nam, đất thích hợp với mục đích lâm nghiệp, cây ăn quả, cây đặc sản, cây dược liệu và du lịch nghỉ dưỡng. Chú trọng phát triển kinh tế đồi rừng trồng cây ăn quả, cây nguyên liệu, khoanh nuôi bảo vệ nhất là rừng phòng hộ. Phát triển dịch vụ gắn với vùng du lịch sinh thái. Đảm bảo đủ lương thực của vùng, kết hợp phát triển rừng với phát triển chăn nuôi đàn gia súc và cây con đặc sản của vùng núi.
+ Vùng trung du: Phần lớn là đồi trọc bị xói mòn, vùng này ngoài mục đích lâm nghiệp còn có thể phát triển nông lâm kết hợp, cây công nghiệp ngắn ngày, cây công nghiệp tập trung, xây dựng cơ bản và nhiều mục đích chuyên dùng khác. Khai thác, sử dụng một cách hợp lý quỹ đất hiện có, ưu tiên và tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển công nghiệp và giao thông.
+ Vùng đồng bằng: Đẩy nhanh chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hoá tập trung, năng suất cao và từng bước sản xuất theo hướng công nghiệp, công nghệ cao. Xây dựng vùng chuyên trồng lúa giống, trồng rau, hoa quả, mở rộng chăn nuôi gia cầm, nạc hoá đàn lợn, cải tạo vùng chiêm trũng, nuôi trồng thuỷ sản, xây dựng kinh tế trang trại theo mô hình kinh tế VAC.
Tuy nhiên, địa hình tương đối bằng phẳng, nhiều ưu thế trong sản xuất nông nghiệp, có cơ sở hạ tầng thuận lợi, dân cư tập trung, giao thông thuận tiện hơn vùng đồi núi và trung du do vậy vùng này cũng là mục tiêu của các dự án đầu tư sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp đã tạo ra sự mâu thuẫn trong sử dụng đất.
- Khí hậu: Bình Xuyên nằm trong tiểu vùng khí hậu thuộc vùng Đồng bằng sông Hồng, bị chi phối bởi dãy núi Tam Đảo, là vùng khí hậu chuyển tiếp giữa miền núi và đồng bằng, thường chịu tác động không tốt từ các cơn bão, gây mưa tô, lốc lớn. Nhiệt độ trung bình hàng năm là 23,5 – 250C, nhiệt độ cao nhất vào tháng 6, tháng 7, tháng 8 là 28- 34,40C, nhiệt độ thấp nhất vào tháng 12, tháng 1, tháng 2 là 13-160C. Bình quân số giờ nắng trong năm là 1400-1700 giờ/năm. Độ ẩm không khí trung bình cao từ 84-88%.(Báo cáo tổng hợp “Quy hoạch tổng thể phát triển Kinh tế- Xã hội huyện Bình Xuyên đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2030”, 2010).