朝阳县主要河流有大凌河及其支流老虎山河，
南部有小凌河。
大凌河流域包括西北部13个乡镇（场）和南双庙乡，大致位于努鲁尔虎山山系以东、大柏山山脉以西。大凌河横贯东西，北部地区由于受断裂控制及流水侵蚀作用，地势起伏不平，多以山地为主；西部和南部地区地势相对较高，地形地貌多样，以平地和丘陵为主。大凌河流域地区沿河两岸冲积平原，一般宽为3~5公里，最宽处可达7~8公里，土地平坦、肥沃，且比较集中，农业基础条件较好，为人口集居密集地区。
小凌河流域包括东南部14个乡镇（不包括南双庙乡），位于大柏山山脉以东、大凌河以南，大致呈南北走向。小凌河自西南向东北流经此区域，沿河的低平阶地为本地区人口集居和耕作区。包括顺小凌河水流经黑牛营子、尚志、羊山、二十家子、东大屯等乡镇的沿河两岸以及小凌河流的沿河两岸，有许多河谷冲积小平原，土质比较肥沃。
朝阳县地处中纬段，属于温带大陆性季风气区。北部受蒙古高原高压影响较大，气候大陆性特性特征显著。东南部距渤海虽不足百公里，但由于受燕山山脉阻隔，南来暖湿气流不能流入境内，所以形成半干旱半湿润的易旱地区。境内四季雨热同期，日照充足，昼夜温差较大。全县年平均日照时数达2861.7小时，太阳总辐射量为140.7千米/平方厘米，全县光能条件优越，属全省高值区。
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