临泽县拥有丰富的自然资源，其地理环境独特。境内大部分地区（80%）为平川地带，绿洲主要分布在河流冲积平原上，生物多样性丰富。这里有众多的粮食作物和瓜菜作物，被誉为“花果之乡”，林木品种多样，产量高，野生植物包括77种，其中21种为药用植物，如一级保护的绵刺和裸果木，以及二级保护的沙生柽柳等。鸟类资源也相当可观，国家一级保护的黑鹳在此栖息，二级保护的物种如大天鹅、疣鼻天鹅等也可见。
在地形上，县内20%的区域为山地，蕴藏着锰铁、磁铁等矿产，还有玻璃用石英、钾长石等非金属资源。贵重金属如沙金也有所发现。水力资源丰富，以黑河和梨园河为主，地表水资源总量为12.95亿立方米，地下水资源补给量为5.69亿立方米，中小水库总库容为3263.75万立方米。
临泽县气候属于大陆性荒漠草原气候，气候干燥，降雨稀少，日照充足，年平均日照时数达3052.9小时。然而，这也意味着极端天气频发，如大风、沙尘暴、干旱、低温冻害、干热风等，年均降水量为118.4毫米，蒸发量高达1830.4毫米。整体来看，四季温差大，冬季寒冷而漫长，夏季炎热而短暂，春季升温迅速，秋季降温较缓。
临泽县位于甘肃省河西走廊中部，是张掖盆地的重要组成部分，地处东经99°51'—100°30'、北纬38°57'—39°42'之间。东邻张掖市甘州区，西接高台县，南依祁连山与肃南裕固族自治县接壤，北毗内蒙古自治区阿拉善右旗。