县境南北狭长，长江和清江自西向东将全县横截为三段，北有大巴山脉高耸，中有巫山山脉延伸，南有武陵山脉入境。距神农架主峰不远的大窝坑，海拔3032米，为县境最高点；在西陵乡红庙岭长江边，海拔66.8米，为县境最低点。峰岭嵯峨，溪流纵横，峡谷幽深，地表崎岖。
2．西高东低山地广布
县境地势西高东低，山地广布，南北起伏。全县平均海拔1089.3米。海拔800米以下的低山地区，只占全县面积的29.14％，主要分布在长江、清江及其支流河谷地区；海拔800～1200米的地区占33.37％，集中分布在长江与清江之间；海拔1200米以上的地区，占37.49％，主要分布在县境北部。
3．地貌类型复杂
县境山地广布，在山地、河谷地区间有丘陵、盆地及平坝，地貌类型复杂。
（二）地貌类型及分布
1．中山
县境中山分属大巴山脉和巫山山脉，另外，武陵山脉亦从县境东南入境。
县境中山主要有大窝坑、小神农架、太和山、绿葱坡、银金山、石柱山等。
2．山间盆地及平坝
平阳坝 位于平阳河两侧，四面环山，平均海拔170米，长3千米，东西宽6.5千米，主产水稻。
火烽坪 面积约4平方千米。
罗溪坝 位于罗溪河畔，海拔约240米，面积1平方千米。
野三关 县境南部，面积约4平方千米。恩施至武汉公路经过之地。
此外，县境中山、低山、山间盆地与溪河之间还有众多的峡谷和洞穴。
（三）灾害地貌
县境地质构造十分复杂，地貌形态多样，山高谷深，山地坡度大，岩层节理裂隙发育，岩石风化破碎，形成大量松散堆积体，每当连降大雨、暴雨时，往往形成滑坡、岩崩、泥石流等地质灾害，造成重大损失，是三峡库区地质灾害最严重的地区之一。为预防地质灾害的发生，必须采取生物与工程措施，城镇迁建一定要进行可行性论证。同时加强对地质灾害的监测预报工作，以加速巴东经济的发展，保证三峡工程的顺利进行。
四、气候
（一）气候特征
县境属中亚热带季风性湿润气候区，气候特征是：
1．温暖多雨，湿润多雾，四季分明，水热条件较好。
2．山区气候垂直差异明显，形成各种不同的小气候。
在长江河谷一带，冬短夏长，光照充足，无霜期长，冷冻少，冬季干燥。
在中山地区，冬长夏短，雨水多，雾大湿重，无霜期短。
（二）气象要素
1．气温
季节变化较明显，气温年较差为22.4℃，南北温差1℃左右。因受地貌等因素的影响，在火峰、平阳坝、溪丘湾一带形成一个相对高温区，而在药会埫、野三关一带则形成一个低温区。高温区强度相当于纬度向南移动1°，而低温区则相当于纬度向北移动1°，且均有气温最高月向西和最低月向东移动的规律。气温垂直变化规律是：海拔每上升100米，1月份降低0.59℃，2～3月份降低0.66℃，4～6月份降低0.64℃，7月份降低0.66℃，8月份降低0.68℃，9月份降低0.64℃，10月份降低0.60℃，11月份降低0.61℃，12月份降低0.56℃。
无霜期 长江河谷地区无霜期300天左右，最长可达311天；清江河谷为260～270天；绿葱坡、耀英坪一带少于180天。海拔1800米以上地区，无霜期最短，只有173天。低山的初霜日，最早出现在11月17日，最晚终霜日在4月5日。中山的初霜日，最早出现在10月13日，最晚终霜日在4月27日。
地温 在秋、冬季，地温随地层深度加深而增高，春、夏季则反之。耕层深10厘米的各月平均地温要比地面温度高0.2～3.1℃。
活动积温 县境日平均气温稳定在10℃的累积温度，在长江河谷地区为5000～6000℃，持续时间240～270天；清江河谷地区为4000～5000℃，持续时间220～250天；绿葱坡、耀英坪一带低于3000℃，持续时间少于180天；长江以北中山地区为3000～4000℃，持续时间200天左右。