地质 西陵区地质结构属江汉平原沉降带宜昌单斜拗陷西缘，即居于新华夏系第二沉降带的次级构造——宜昌单斜上，主要为距今1亿年前白垩纪的河流、湖泊沉积而形成的红色层状地层。地层走向为北20°至东40°，向东南方向倾斜，倾角4°至8°。在距今约7000万年时，我国大陆发生过一次被称作“燕山运动”的规模巨大的地壳运动，至此以后，宜昌市区一直处于大面积间歇性的掀斜式整体上升状态，其运动强度渐趋减弱，地壳处于相对稳定阶段，无孕震构造。据1600多年的记载，地震烈度从未超过5级。国家地震局将宜昌市确定为不设防城市。即使三峡大坝修建后，发生诱发地震，其烈度也不会超过6级。 地貌 西陵区地处黄陵山与江汉平原接壤的丘陵山区，北与夷陵区接壤，南与伍家岗区相连，西与点军区隔江相望。东西（西坝——黑虎山）最大横距10.02公里；南北（下桃坪——一马路）最大纵距14.62公里。区内水域十分广泛，长江经西北向东南呈“S”型流经本区；除长江外，流经本区的还有黄柏河，境内流长3.6公里；下牢溪，境内流长3.5公里。 气候 西陵区属亚热带大陆性季风气候，处于中亚热带和北亚热带的交汇地带，气候属亚热带季风型气候，年平均气温16.8℃，年平均降水量1164.1毫米，年平均无霜期272.4天，年日照总时数1100~1300小时。 水文 宜昌水系属长江水系，西陵区水系为长江一级短支流，周家冲、猫儿冲和黄柏河、沙河为二级短支流，梅子垭为源头，常年水位44.35米。全区有小（二）型水库3座（石板水库、猫儿冲水库、焦家湾水库），数百口堰塘，总蓄水能力80万立方米，承担着全区万亩农田灌溉任务。 土壤 西陵区窑湾乡土壤分为紫色土、石灰土、黄棕壤、黄壤、水稻土及潮土6个土类。