古县地处太岳山南麓，沁水盆地边缘，太岳山隆起的东南部，属太岳山经向构造带与新华夏构造体系的复合部位。境内山脉连绵，沟壑纵横，地形复杂，属太岳山系。
由灵空山入境向南延伸为太岳山，向东南延伸为乌岭山，“V”字形环抱全县，呈“宝葫芦”状。境内岭梁峁沟谷河溪连绵重迭，地形复杂。地势西北高、东南低，最高海拔2346.8米，位于西北部霍山主峰老爷顶，最低海拔590米，位于西南部涧河滩。全县地形地貌大致分为三个类型区：
北部石山地貌区，位于古县北部，平均海拔1333米，面积445.36平方千米，是涧河北支与蔺河的发源地。区内山峰林立，灰岩广布，石厚土薄，沟深坡陡。海拔相对高差变化大，山峦起伏，草木丰茂，植被覆盖较好。
中东部土石山地貌区，平均海拔1000米，面积581.56平方千米,是黄土丘陵与石质间杂区域。区内河沟纵横，土石交错，地表地层土质松散，经长期冲刷后支离破碎，植被覆盖较差。涧河、旧县河、石必河冲淤而成的河谷川地土壤肥沃，沿河土地开垦比例较大，且气候温和，无霜期长，雨量适中，水源充足，发展种植业条件优越。
南部黄土丘陵沟壑区，平均海拔898米，面积179.47平方千米，区内丘陵起伏，沟壑纵横，土层较厚，植被覆盖较差，土质疏松，水土流失严重。该区土地资源广阔，垣田面积大，光照充足，气候温和，是我县小麦主产区。
古县属暖温带大陆性季风气候。四季分明，春季干旱多风，气温回升快，夏季高温多雨，秋季凉爽湿润，冬季寒冷干燥。
水资源总量1.432亿立方米，其中地表水0.649亿立方米,地下水可采量0.783亿立方米。
古县总面积1206.38平方千米，折合180.96万亩。除24万亩暂难利用地外，其余157万亩土地中，已开发利用98.2万亩,其中,园地1.4万亩，林地62万亩，天然牧坡和人工草地7.6万亩，耕地20.6万亩。尚未利用的荒山荒坡36万亩。
土壤种类分为棕壤土、褐土和草甸土三个土类，共山地棕壤、淋溶褐土、山地褐土、粗骨性褐土、碳酸岩褐土性土、碳酸盐褐土，浅色草甸土等七个亚类。
古县境内矿产资源丰富，目前已探明有20余种，其中以煤、铁、铝钒土、铜和耐火粘土为最。
古县植被覆盖率为30.7%。其中森林面积325平方千米，草地面积45平方千米。野生植物资源丰富，现已发现200余种，其中可供开发利用的达180余种。猪苓作为抗癌药物的开发利用，历经我县科技人员20多年的反复研究试验，野生变家种，人工栽培技术获得成功，成为国家猪苓生产基地县。此外，还有稀有珍贵的食用真菌——猴头、木耳、地参以及软枣、猕猴桃、蕨菜、黄芽等山珍美味，既为宴席之佳肴，又具有防病养身之功效。
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