烈山区面积388.86平方公里,辖烈山、宋疃、古饶3镇,杨庄街道、临海童街道、任楼街道、百善街道四个办事处。辖区内有耕地1.84万公顷,可开发水面近1.13万公顷。境属河间平原和黄番冲击平原。矿藏主要是煤、焦宝石和石灰石。煤田在区境内分布较广,蕴藏量较大、煤有无烟煤、有烟煤、煤层厚,良多品优,适宜开采。焦宝石是工业的重要原料,主要分布在无烟煤的上层,蕴藏量约10万吨。烈山区可利用水资源多年平均为0.46亿立方米,属资源型、工程型双重缺水的类型,以资源型缺水类型为主。 烈山区地处淮北市南部,地势自西北向东南微倾。山脉主要分布在北部及中部偏东,区境内有龙脊山、鹰山、青龙山、卧龙山、小花山、凤凰山、奶头山、烈山、邓山、卧牛山等十几座山头。龙脊山位于蔡里,最高峰平顶山海拔362.9米,上有大方寺,传东汉时建。诸山以青龙山为最大,南起选煤厂,北接小花山,全长2000米,宽不足500米,海拔110.4米,俯视该山,状若一只河蚌,又似青龙卧睡。烈山以又裂缝而得名。山西面悬崖陡坡,东麓坡度较大,山腿伸之较远,峰高123.3米。占地面积22.89万平方米。
烈山境内的河流主要有萧濉新河、王引河、老濉河、新北沱河、南沱河、龙河、岱河、闸河、龙贷河9条河道。全区境内河道总长度121公里,上游来水面积10591平方公里。全区共有大中型水库1座,小型水库4座,总库容1551万平方米,兴利库容1275万立方米,均在闸河流域。龙脊山的西北部有一个风景旖旎的天然湖泊—华家湖(为淮北最大的天然湖泊)。
烈山区处于温暖带与北亚热带之间的过渡带,兼有南方河北方过度类型的气候,属于温带半湿润季风气候区,四季分明,雨量适中,光照充足,气候温和。年降水量862.9毫米,年均日照时数2315.8小时,日照率52.2%,气候条件对发展农业生产较为有利。