乌兰察布盟位于内蒙古自治区中部，土地面积约5.5万平方公里，地形地貌比较复杂，山区草原交错，丘陵沟壑纵横。全盟地形自北向南由蒙古高原、乌兰察布丘陵、阴山山脉的支脉大青山、灰腾梁横亘中部，海拔高度约1595米～2150米，灰腾梁最高点海拔2118米。支脉蛮汉山、马头山、
苏木山蜿蜒曲折分布于境内的东南部。阴山山脉系片麻、花岗岩结构，地质坚硬，地表覆盖碎沙石土，植被茂密、矮草丛生，山的阴坡是小片天然次生林。大青山将乌兰察布盟全境分为南北两个部分。习惯上以北的部分称为后山地区，以南的部分称为前山地区。后山地区的四子王旗南部、察哈尔右翼中旗、察哈尔右翼后旗北部和商都县、化德县为乌兰察布盟的丘陵地带，地势南高北低，海拔高度约865米～1489米，底质多为岩石，表层广泛覆盖着沙质粘土，厚度一般在0.5米以上。再往北则为波状平原，地表由南向北渐次缓慢倾斜，海拔高度约1000米上下。表层沙土覆盖，是较为平坦的天然大草原。前山地区的卓资县、集宁市、丰镇市、兴和县、凉城县察哈尔右翼前旗地形复杂，丘陵起伏，沟壑纵横，间有高山，平均海拔1152米～1321米，马头山海拔2074米，蛮汉山海拔达2300米，苏木山主峰海拔2349米，为乌兰察布盟最高点。北部丘陵山间盆地相间，分布有大小不等的平原，草木植被良好，南部为黄土丘陵，地表全为黄土覆盖，草木稀少，农作物生长较差。乌兰察布盟地处中温带，属大陆性季风气候。由于大青山分隔阻挡，前山和后山气候差异较大，海洋暖湿气流北上，寒流南下均受山脉影响，形成前山地区温暖、雨量较多，后山地区干旱多风气温偏低的特殊气候。乌兰察布盟降水量年150毫米～450毫米，且常集中在七、八月份。年平均气温一般在0℃～8℃之间，灰腾梁地区气温最低，一般在1℃以下。无霜期95天～145天。