伊川地形復雜多樣。整體地貌可概括為“二山一川七分嶺”，總的地勢是東、西高中間低。從氣候來看，冬季盛行偏北風，寒冷干燥；夏季盛行偏南風，炎熱多雨，季風氣候明顯，總體上來說是四季分明氣候溫和。

可以概括為“冬季寒冷少雨雪，春短干旱風沙多，夏季炎熱多雨水，秋季晴朗日照長”。

一月份最冷，七月份最熱，年平均氣溫15攝氏度，年平均降水量620毫米。

伊川資源富足，全縣已發現各類礦產40余種，其中查明資源儲量的礦產5種。煤炭是伊川縣具有重要地位的礦產資源，累計查明煤炭資源量41052.6萬噸，保有資源量34950.1萬噸，主要分布于伊川縣東南部和西北部，以優質動力煤為主。鋁土礦查明資源量473.3萬噸，保有資源量428.9萬噸，主要分布于伊川縣東南部半坡鎮。磷礦查明資源量933.5萬噸，保有資源量900.5萬噸。伊川縣還有20多種未上表的非金屬潛在優勢礦產資源，玄武巖、石英石主要分布在葛寨鎮、酒后鎮及江左鎮一帶。

伊川縣地處豫西淺山丘陵區，地形多樣，平原、丘陵、淺山依次分布，動植物資源十分豐富，野生動物種類達300余種，植物種類達500余種。