元宝山区属燕山山脉延伸部位，低山丘陵较多，地势西南高，东北低，海拔500～700米，境内最高峰（骆驼山）海拔1 135.2米，最低（大北海）海拔448.0米。属温带半干旱大陆性气候，年平均气温7～8℃，1月份平均气温-10℃左右，7月份平均气温23℃，极端气温-31.2℃～42.7℃。年日照2 700～3 000小时，年降水量340毫米，无霜期140～150天。

元宝山区是国家重点能源基地之一，自然资源丰富，开发潜力巨大。煤、金、铜、铁等矿产地14处，其中已探明储量的中型矿床5处，小型矿床1处，矿点5处（铁矿点1处、铜矿点2处、金矿点2处），矿化点3处。石油和天然气、硅石、石灰石（包括大理岩）、粘土、风成沙及各种石材等储量甚丰。煤炭储量21亿吨，可采储量17亿吨。

元宝山区有藏龙山森林公园、云杉路草原兴发工业园区、元宝山园中园、平庄公园、平庄街心公园、牛头山游乐园区、大黑山森林公园、平庄乐园等8处绿色休闲公园，其中藏龙山森林公园列入国家建设计划，绿化主体兴隆庄村被国家绿化委员会授予造林绿化“千家村”。