地势由西北向东南倾斜，海拔在15～40米之间，坡降为万分之十一。境内有相山（海拔342.8米）、老龙脊（海拔362.9米）及一些小山丘，其余为冲积平原，面积达2354.5平方公里，占总面积的85%。平川广野是淮北市地貌的主要特征，以寒武和奥陶系地层形成的山丘，分两列由东北向西南延伸，濉、龙、岱、闸、沱、浍诸河贯穿而过，采煤塌陷而成的矿山湖点缀着市区。
淮北市地处中纬度地区，属暖温带半湿润季风气候区。主要气候
相王雕像
特征是季风明显，四季分明，气候温和，雨水适中，春温多变，秋高气爽，冬季显著，夏雨集中。
春季（3至5月）温暖，平均气温为14.7℃，平均降水量为160.7毫米，天气多变，多吹东南风或东风，有利于春播和越冬作物生长。
夏季（6至9月）炎热多雨，多吹东南风或东风，降水集中且强度大，日照充足。夏季平均气温为26.5℃，高气温达41.1℃。降水量历年平均475.3毫米，超过全年降水量的一半以上，为喜温作物提供了良好的条件。
秋季（9至11月）凉爽，降温快，日差大，多吹东北风。季平均气温为15.6℃，降水量为168.1毫米，有利于秋季作物成熟。
冬季（12月至次年2月）寒冷干燥，雨雪皆少，偏北风。季平均气温为1.7℃，月平均低气温出现在1月为－3.7℃，低气温达－21.3℃。季平均降水量为50.7毫米，占全年5.8%，有利于越冬作物安全过冬。
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