【 地 貌 】
孝感市地势北高南低，由大别山、桐柏山向江汉平原过渡呈坡状地貌。大体上一成低山、三成平原、六成丘陵。
孝感市位于长江以北，大别山、桐柏山脉以南。地跨长江、淮河两大流域，其中长江流域8438.12平方公里，淮河流域471.88平方公里。桐柏山余脉和大别山余脉分别由西北向东南、东北向西南伸向北部，为长江、淮河两大水系的分水岭。总体地势走向为北高南低，其中淮河流域在境内呈西南高东北低的地势分布；长江流域在境内呈北高南低分布。境内北部为低山区，山峰高度一般在400～800米之间，境内最高山峰在鄂豫交界处的五岳山，海拔高程880米和孝昌境内的双峰尖，海拔高程873.7米。中部为丘陵地带，地面高程在海拔50～150米之间。南部为平原湖区，属江汉平原的一部分，地面高程在海拔50米以下，最低点（河床底部未统计）为孝南区的童家湖，海拔高程17.5米。山地面积为1887平方公里，占全市国土面积的21％，丘陵面积3692平方公里，占全市国土面积的41％，平原湖区面积3341平方公里，占全市国土面积的37％。
北部山区主要分布在大悟、孝昌和安陆北部，系桐柏山向东南、大别山向西北延伸的余脉，海拔在200-500米之间。中部低矮丘陵主要分布安陆、孝昌南部及孝南、应城、云梦北部，系桐柏山脉支系大洪山向东绵延的低矮丘陵和大别山的尾闾，一般海拔在50-200米之间，是平原湖区向山区的过渡地带。
南部平原湖区，主要分布在汉川及孝南、应城、云梦南部，系江汉平原之东北隅。海拔一般在50米以下，河湖交错其间。全市海拔在500米以上的山峰一共40多座；主要河流有汉水、涢水、澴水、汉北河等。除竹竿河向北流入淮河水系外，其余均向东南流入长江水系。境内的湖泊主要集中在南部。建国初期全境约有大小湖泊130多个。经过50余年的血防灭螺、湖区围垦、河道治理后，现有来水面积大于100平方公里的、正常控制水面在5平方公里以上的湖泊有王母湖、野猪湖、童家湖、东西汊湖、龙赛湖、老鹳湖、汈汊湖等。正常控制蓄水水面面积约137.28平方公里，蓄水量15991万立方米。其它小型湖泊主要分布在汉川市境内。境内植被主要为林地和草场堤坡，截至2005年，全市拥有林地面积264.8万亩，森林覆盖率达到20.4％；天然草场毛面积696.4万亩，占国土总面积的39.8％。
【矿产资源】
孝感古属云梦泽，地质发育较全，地下矿藏丰富。初步探明的主要矿产有七大类23种，其中优质矿11种，膏、盐、磷被誉为“孝感三宝”。应城石膏地质储量4.29亿吨，特别是纤维石膏，品位在亚洲居首位，储量8800万吨，占全省储量的92.3％，占全国储量的58.7％；云梦、应城一带的岩盐埋藏浅，氯化钠含量高，地质储量达2800亿吨，其中工业储量500亿吨，1988年还探明汉川麻河有岩盐资源，工业储量9400万吨。大悟磷矿地质储量1.72亿吨，采选条件好。云梦芒硝储量5400万吨，矿体集中，宜于开采孝感境内还有稀土、金、银、铜、镍等贵重金属矿，其中重稀土（钇）的地质储量3.1万吨，占全省储量的100％。大悟的镍，地质储量26.56万吨，占全省储量的100％。迄今为止，这些金属矿除金、银、铜有小规模开采外，其他均没有开采。此外，还有储量丰富的重晶石（467万吨）、大理石（200万立方米）、花岗岩（1536万立方米）、云母石（140.7吨，占全省储量的81％）、蛇纹岩（1.67亿吨，占全省储量的100％）、矿泉水等。
【水 资 源】
孝感市处于湖网边缘地事，河湖交错，水利资源丰富。全市大小河流总长度为4812.6公里。境内流长在10公里以上的河流86条，有湖泊17个，大中小型水库376座，其中大型水库2座。南部平原湖区先后进行了汉江大堤培修、府澴河改道、大富水改道、汉北河开挖疏浚、汈汊湖治理等大型水利工程。先后建成庙头、夹河沟、鲢鱼地等大泵站8处、小泵站500多处，以及新沟、民乐等水闸852座，开挖大型水渠多条，使全市形成河湖相通、河库相连的排灌体系。正常蓄水能力达19.75亿立方米，总控水能力达26亿立方米。
【动植物资源】
孝感市动物资源分为家养畜禽和野生动物两大类。家养畜禽主要有猪、牛、羊、鸡、鸭、鹅、兔、蜜蜂、观赏鸟等。野生动物共有40余种。其中国家二级保护动物有大鲵、老鹰、猫头鹰、绿头鸭、白鹭（冬候鸟）5种；省级保护动物有黑斑蛙、泽蛙、乌梢蛇、银环蛇、环颈雉、大杜鹃、八哥、画眉、猪獾、花面狸、赤狐等22种。
森林植物资源共有103科、288属、772种。其中，国家一级重点保护树种2种（银杏树、香果树），国家二级重点保护树种6种（刺楸、闽楠、杜仲、楠木、椴树、榉树），省级珍贵濒危树种31种（三尖杉、中国粗榧、凹叶厚朴等）。
孝感属亚热带季风气候。年平均气温大体在15.5℃~16.5℃之间，冬季气温（1月）平均2℃~34℃，夏季气温（7月）平均28℃~29℃。全市日均气温不低于10℃。极端最低气温是1969年1月31日的应城，气温为-15℃；极端最高气温是1959年8月23日的大悟，气温为43.1℃。全年无霜期225天~257天，由北向南递增，初霜期南部11月中、下旬，北部为3月下旬。常年日照时数2020小时~2190小时。年降雨量1040毫米~1230毫米，70％降水集中在4月~9月。