西昌市全境海拔在1500米以上，地形以中山为主，占全市总面积的78.9%，高山、低山分别占1.1%和3.4%；河谷平坝面积占16.4%，是四川省第二大河谷平原。山地分布在安宁河东西两侧：西部牦牛山，是市境内山地的主体，占全市总面积的一半，自北向南纵贯全境，构成安宁河与雅砻江的分水岭，其北段许多山峰海拔超过3500米，向南逐渐降低，整个山体，大部分界于2000-3000米之间；安宁河东侧属螺髻山山脉，其北段主脊线在喜德县境，南段主脊线在西昌与普格的分界线上。这里有数座超过4000米的高峰，其中摆摆顶高达4182米。南北最长约20公里，东西最宽约43公里。
西昌市属于热带高原季风气候区，冬暖夏凉、四季如春，素有小“春城”之称，蕴藏着丰富的气候资源，对养殖业都十分有利，西昌平均温度为17.1℃，年平均气温变幅仅为13℃。积温5934.2℃-6539.3℃，年日照为6206.2℃；年平均日照2432.1小时；年平均蒸发量1945毫米，年平均降雨量1004.3毫米，逆差940.7毫米，逆差率达93.66%。干湿季节分明，一般每年11月-4月为干季，雨量不到全年降水量的10%，5-10月为雨季，降雨量占全年的90%左右，尤以6、7、8三个月最为集中，可占全年降雨量的43.9%。湿度较低，全年平均为60-70%。独特的气候适宜养殖西昌高山黑猪。
西昌市境内河流均属金沙江水系。主河道安宁河、界河雅砻江均为北南走向。山溪河流呈不对称羽状东西展布。市东南有断陷湖邛海。沿安宁河宽谷和湖盆周围地下水丰富。全市境内水资源总量全年为54.01亿立方米（含外来入境水，不含雅砻江过境水量），降水总量28.54亿立方米，径流量13.21亿立方米，地下水量约1亿多立方米。
