遂寧是四川盆地中部的丘陵低山地區，地質構造簡單，褶皺平緩。地貌類型單壹，屬於中生代侏羅紀地層流水侵蝕、切割、堆積形成的侵蝕丘陵地貌。丘陵約占全市總面積的70%，山谷和梯田占25%，低山占5%，海拔在300-600米之間。從空中看，境內地形有三個明顯特點:壹是以丘陵為主，平壩狹窄，層理明顯；二是地勢西北高東南低，由西北向東南平緩傾斜；第三，山谷河流縱橫。城市西北部是海拔500 ~ 600米的低山；低山以南是海拔400 ~ 500米的深山；中南部淺丘鑲嵌其中，谷坡陡峭。山的形狀像壹條長須魚的背；中間的土丘是有脊有丘的臺階狀；淺丘坡度平緩，丘間串珠，零星沖積平壩散布於丘間。涪江沿岸的山谷和平壩都很寬闊。
遂寧市的巖石主要是下部的石灰巖和上部的紫砂和泥巖。因此，遂寧地區也被稱為“紅土地”。
遂寧市地處亞洲季風區，屬四川盆地亞熱帶濕潤季風氣候。氣候溫和，雨量充沛，四季分明，季風氣候顯著。暖冬初春，無霜期長。夏季炎熱，雨熱同季，為大春農作物提供了充足的光、熱、水條件，但旱澇交替。秋天多雨，冬天多霧，日照少，濕度大。無霜期長達283~300天。涪江流域和丘陵地區的氣候差異明顯。多年年平均氣溫16.7 ~ 17.4℃，年極端最高氣溫39.5℃ ~ 40.4℃，全市年極端最低氣溫-3.8 ~-4.8℃，多年年平均降雨量887.3 ~ 927.6 mm，最多與最少降雨量相差867.7 mm，年平均太陽總輻射。年平均日照時數1300.4 ~ 1328.1小時，年平均蒸發量910.7 ~ 1128.3mm，年平均空氣相對濕度80 ~ 82%，年平均風速0.6 ~ 65438。全年都有霧天，秋冬多，春夏少。
遂寧中小河流眾多。流域面積超過100平方公裏的河流有15條，包括涪江、瓊江、老婆河、資江、青杠河、蓬溪河等。涪江長660公裏，遂寧171公裏。涪江支流呈樹枝狀，流域面積5127.4平方公裏，占全市面積的96.29%。