正寧縣位于甘肅省慶陽市東南部、子午嶺西麓。東接陜西黃陵縣以子午嶺為界，南鄰旬邑縣，西南與彬縣相鄰，西接長武縣以涇河為界，北壤本省寧縣。屬黃土高原溝壑區，黃土層厚度90—150米。地勢自東北向西南傾斜，平均海拔1460米，地貌梁、峁、溝交錯，河、川、塬相間，分為四塬三川；地形東高西低、東寬西窄，略呈三角形，東西長63.5公里，南北寬40.2公里。正寧縣位于大陸腹地，氣候受季風影響明顯，為溫帶大陸性季風濕潤半濕潤氣候。由于地勢較平緩，加之夏季季風的影響，氣候要素反映也較平緩。子午嶺林區氣候陰濕，溫度較低，雨霧多，日照少，霜期長。環繞林區形成特殊的多雨圍帶。因季風強弱和進退遲早不同，降雨量年、月分布不穩定，一般七、八、九月降水偏多，春旱較頻繁。

全縣年平均日照時數2447.4小時。日較差條件較好，有利于糧食和經濟作物的生長。無霜期限較長，氣溫較高，日照充裕，降雨量充足。