Wilayah Kabupaten Solok Selatan terletak pada ketinggian 350 - 430 meter diatas permukaan laut, dengan topografi (bentang alam) bervariasi antara dataran lembah bergelombang, berbukit dan gunung yang merupakan rangkaian dari Bukit Barisan yang membujur dari utara ke selatan di sepanjang pantai barat Sumatera.
Selanjutnya, secara topografis 60 % dari wilayah Solok Selatan berada pada kelerengan di atas 40 % yang tergolong sangat curam dan rawan terhadap bahaya longsor. Kabupaten Solok Selatan dapat diklasifikasikan menjadi tiga tipe wilayahnya: (1) kawasan dataran tinggi bergelombang yang menempati wilayah bagian Timur, mulai dari Lubuk Malako di Kecamatan Sangir Jujuan ke arah Utara sampai ke wilayah Kecamatan Sangir Batang Hari; (2) kawasan perbukitan, lebih dominan menutupi wilayah Kabupaten Solok Selatan, mulai dari bagian Utara sampai bagian tengahnya. (3) kawasan lembah kaki pegunungan yang menempati wilayah bagian Barat berbatasan dengan Kabupaten Pesisir Selatan dan bagian Selatan, yang merupakan kaki Gunung Kerinci.
Kabupaten Solok Selatan secara umum beriklim tropis dengan temperatur bervariasi antara 20°C hingga 33°C dengan curah hujan cukup tinggi yaitu 1.600-4.000 mm/tahun. Dengan kelembaban udara berkisar 80 %, Kabupaten Solok Selatan mempunyai iklim tropika basah. Pada umumnya musim penghujan berlangsung pada bulan Januari s/d Mei, September s/d Desember, sedangkan musim kemarau pada bulan Juni s/d Agustus. Angin pada umumnya bertiup dari arah Barat Daya – Tenggara.
Kabupaten Solok Selatan dilalui oleh 18 aliran sungai. Lima di antaranya terdapat di Kecamatan Sangir, tiga di Sungai Pagu dan 10 sungai di kecamatan lainnya, masing-masing diantaranya terdapat dua sungai. Sungai-sungai besar yang mengalir pada umumnya mempunyai kedalaman yang cukup, bersifat permanen, dan memiliki arus yang cukup deras. Dengan bentangan alamnya yang berbukit-bukit serta dilalui oleh banyak sungai seperti itu, menjadikan Kabupaten Solok Selatan rawan terhadap bahaya banjir dan longsor. Di samping itu, Kabupaten Solok Selatan juga merupakan salah satu dari empat kabupaten yang termasuk daerah yang berada pada bagian hulu Daerah Pengaliran Sungai (DPS) Batang Hari yang mengalir ke pantai timur.
Secara geologis, Kabupaten Solok Selatan berada pada Sistem Patahan Besar Sumatera, yang dikenal dengan Patahan Semangko yang masih aktif sampai sekarang. Zona tumbukan lempeng Samudera Hindia dan Lempeng Benua Eurasia ini masih aktif, dengan laju pergerakan 7 cm/tahun. Jika terjadi pergerakan yang cukup besar, akan berpotensi menimbulkan gempa bumi. Di sisi lain berdasarkan peta geologi terlihat adanya potensi sumber daya mineral. Sumber daya mineral tersebut antara lain terdiri dari (a) mineral logam berupa tembaga, emas, dan perak. (b) potensi panas bumi yang ditandai oleh munculnya mata air panas. (c) bahan galian berupa batu gamping, pasir dan batu sungai.
Dari sisi vulkanologis, meskipun tidak memiliki gunung berapi, kabupaten ini terletak di antara dua gunung berapi yang masih aktif, yang berada di luar kabupaten namun berbatasan langsung dengannya, yaitu Gunung Talang di Kabupaten Solok dan Gunung Kerinci di Kabupaten Kerinci. Jika terjadi aktivitas vulkanik dan seismik kedua gunung berapi tersebut akan berdampak langsung terhadap aktivitas masyarakat di Kabupaten Solok Selatan.
Dilihat dari jenis tanahnya, Kabupaten Solok Selatan, terdiri atas tanah Podsolik Coklat dan Latosol. Jenis tanah seperti ini memiliki tingkat hara yang tinggi dan sangat subur. Oleh karena itu daerah ini sangat cocok untuk pengembangan kegiatan pertanian, terutama tanaman holtikultura dan perkebunan. Berdasarkan peta kesesuaian lahan diperoleh informasi bahwa, di samping tanaman pangan, komoditas perkebunan yang lebih sesuai dengan potensi lahan adalah jenis tanaman dataran tinggi seperti teh, kakao dan kopi daripada tanaman karet dan kelapa sawit.