沙县区地质以岩浆岩发育，地层出露不全，部分缺失或断失，以震旦系一下古生界为主，侏罗系及白垩系为次，其他地层零星分布。岩性以酸性岩为主，变质岩分布面广为特征。岩浆岩出露面积1134平方千米，占总面积62.48%。
沙县区属亚热带大陆性气候，气温日际变化大，昼夜温差悬殊，冷暖不定，一年四季明显，雨水充沛，干湿明显，雨量集中，雨季常有洪涝。主导风向为东风，夏季盛行行东南风，静风频率61%；年均降雨日174天，年日照时数1878小时，无霜期303天。
沙县区植树造林总面积24352亩，其中，人工造林312亩，人工更新和人工促进天然更新24040亩，非规划林地造林197亩。森林覆盖率77.74%。商品材产量185173立方米，下降14.44%。城市建成区绿地面积1172.58公顷，绿地率40.49%，比上年提高0.1%，新增公园绿地面积0.18公顷，人均公园绿地面积17.08平方米。
