Земельный фонд района составляет 132217 га  и состоит из земель сельскохозяйственного назначения –101102 га, в том числе пашни - 53997 га, многолетних насаждений  -273 га,  залежи – 16579 га, сенокосов – 3489 га, пастбищ – 20140 га, прочих – 6624 га; земель населенных пунктов – 5873 га; земель промышленности, энергетики, транспорта, связи и др. – 789 га; земель лесного фонда – 24250 га;  земель водного фонда – 8 га; земель запаса – 196 га.

Территория района расположена на западном склоне Приволжской возвышенности, в пределах так называемой Керенско - Чембарской гряды и представляет собой возвышенную всхолмленную равнину из холмов, останцов, буераков, по которым со всех сторон сходятся вершины глубоких оврагов. Здесь берут начало большинство рек района, так как эта гряда является водоразделом между бассейнами рек Волги и Дона. Водораздельная гряда пересекает территорию района с северо-запада на юго-восток.

Общий уклон поверхности на юго-запад и северо-восток. Абсолютные отметки  максимальные отмечаются на севере района у села Алексеевка, минимальные в долине реки Нокса, к юго-западу от села Русско-Никольское.

Водораздельная гряда пересекается с запада на восток так называемым Пачелмским всхолмлением, который делит  в свою очередь район на две неровные части, отличающиеся  друг от друга формами рельефа. Северная – большая часть (она захватывает и среднюю) принадлежит Волжскому бассейну и меньшая – южная, Донскому. В северной части поверхность сильно изрезана овражной сетью ( более 1,1 км / км2), с куртинами леса и перелесков, склоны их обычно сильно размыты. Южная часть района представляет собой равнину расчлененную глубокими речными долинами реки Вороны и ёе протоками, а междуречья, в свою очередь расчленены овражной сетью (0,3 – 1,0 км / км2).

Реки Ворона, Ломовка, Буртас  и их притоки имеют небольшие поймы, которые представляют собой заболоченные равнины с множеством микрозападин и понижений  

По характеру развития эрозионных процессов территория  района  входит  в западный (Мокшано - Хоперский)  район, характеризующийся нормальным увлажнением, сильным размывом и средним смывом. 

           По агроклиматическому районированию Пензенской области территория района входит в район достаточно – увлажненный, в подрайон умеренно – тёплый.  Климат района умеренно-континентальный со значительными годовыми и суточными колебаниями температуры воздуха.  Средняя годовая температура воздуха  колеблется от  + 3,6°С до    + 3,8°С. Средняя температура самого теплого месяца – июля  +19°С, самого холодного – января  –12°С. Абсолютный минимум - 49°С, абсолютный максимум + 39°С.

            Период активной вегетации (переход со средней температурой +10°С) равен 145 дням, начало в мае, конец в сентябре. Сумма температур выше +10°С составляет 2350°С.  Устойчивое промерзание верхних слоев почвы наступает в конце ноября, полное оттаивание к середине апреля. Средняя глубина промерзания от 66 до 80 см, максимальная – 115см.

            Переход от зимы к лету сопровождается непродолжительной, но дружной весной, с резким колебанием температуры. Среднегодовое количество осадков составляет 460 мм до 480 мм, из них за период вегетации (май-сентябрь) – 250 мм, а в отдельные годы количество осадков резко колеблется от 350 до 750 мм.

            Гидротермический коэффициент (ГТК)- от 1,1 до 1,0.

            Среднегодовая относительная влажность воздуха - 75%, наибольшая – 87% (ноябрь), наименьшая – 63% (май).