霍城县地处伊犁河谷的开阔地带，气候温和，四季分明，日照充足，年均日照时数2550～3000小时，年均气温8.2～9.4℃，极端最高气温40.2℃，极端最低气温－26.8℃。年均降水量140～420毫米，年均无霜期165天。霍城县北部、东北部为山地和山前丘陵，丘陵区以南为平原，地势由东北向西南倾斜。县域南北长约120千米，东西宽85千米，海拔530～4283米，总面积2916平方千米。县城距自治州首府伊宁市45千米。

霍城县有耕地面积4.27万公顷，有四季草场26.54万公顷，森林2.93万公顷，其中山区天然森林1.75万公顷，沙漠面积4.8万公顷。境内有大小河流22条，年径流量12.38亿立方米。地下水储量0.7亿～1亿立方米。野生动物有马鹿、黄羊、野猪、狐狸、熊、豹、狼、野兔、旱獭、野鸡、天鹅等。野生植物有野苹果、野杏、野山楂、野麻、野核桃等，其中四爪陆龟、野生樱桃李是世界珍奇动物和稀有树种。已发现的矿藏有煤、铁、金、铜、铅、锌、金、银、石灰石、大理石、磷等33种，其中煤储量最为丰富，已探明储量17亿吨。盛产小麦、葡萄、薰衣草等，是国家和自治区的粮食、甜菜、细毛羊、秸秆养畜、肉食品和果产品生产基地。属温带大陆性半干旱气候。