- Địa hình: Toàn bộ nền địa hình Bát Xát được kiến tạo bởi nhiều dải núi cao, nổi bật là hai dải núi chính tạo nên các hợp thuỷ: Ngòi Phát, suối Lũng Pô, Suối Quang Kim. Địa hình cao dần, điểm cao nhất có độ cao 2945m, điểm thấp nhất có độ cao 88m.

Kiến tạo địa hình Bát Xát hình thành hai khu vực. Tuy nhiên, cả hai khu vực (vùng thấp gồm 6 xã và 1 thị trấn, vùng cao gồm 16 xã) đều có chung một đặc điểm: Vùng núi cao có độ chia cắt lớn, thung lũng hẹp khe sâu, độ dốc lớn. Vùng thấp (ven sông Hồng, bồn địa nhỏ) là nơi tập trung các dải đồi thấp, thoải địa hình tương đối bằng phẳng.

Ảnh hưởng của địa hình nói chung và các yếu tố kinh tế xã hội hình thành trên địa bàn huyện hai tiểu vùng địa lý kinh tế xã hội.

* Vùng cao: Diện tích 80.763ha chiếm 77% diện tích đất toàn huyện, gồm các xã Y Tý, Ngải Thầu, A Lù, A Mú Sung, Bản Xèo, Nậm Chạc, Trịnh Tường, Dền Sáng, Dền Thàng, Mường Hum, Trung Lèng Hồ, Nậm Pung, Pa Cheo, Phìn Ngan, Tòng Sành, Sảng Ma Sáo. Dãy núi chính có độ cao từ 400m đến 3096m, độ dốc trung bình từ 20 – 25  phần lớn lãnh thổ vùng có độ dốc trên 25. Địa hình chia cắt mạnh độ dốc lớn gây ảnh hưởng xấu tới sản xuất nông nghiệp và đầu tư cơ sở hạ tầng. Song lại có ý nghĩa quan trọng trong sự nghiệp xây dựng và củng cố an ninh quốc phòng giữ vững chủ quyền độc lập Quốc gia.

* Vùng thấp: Diện tích 24.258ha chiếm 23% diện tích toàn huyện, gồm các xã: Bản Vược, Bản Qua, Quang Kim, Cốc San, Mường Vi, Cốc Mỳ, thị trấn Bát Xát. Độ cao trung bình từ 400m đến 500m, địa hình vùng này được kiến tạo bởi các dải đồi thấp dạng lượn sóng và phần thoải tương đối bằng chạy dọc sông Hồng. Phần lớn đất đai vùng thấp nằm trên vỉa quặng A Pa Tít nên đất đai màu mỡ thuận lợi cho việc phát triển nông lâm nghiệp.

- Khí hậu thời tiết: Bát Xát nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm mưa nhiều. Do ảnh hưởng của địa hình nên được chia thành hai khu vực khí hậu khác nhau:

* Vùng cao: Do ảnh hưởng của địa hình núi cao, độ chia cắt lớn nên khí hậu vùng núi cao mang tính chất của khí hậu cận nhiệt đới và ôn đới ẩm. Mùa nóng từ tháng 5 đến tháng 10, mùa lạnh từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, nhiệt độ trung bình cả năm cao nhất 16,6C, thấp nhất 14,3C.

* Vùng thấp: Mùa nóng từ tháng 5 đến tháng 10, mùa lạnh từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau.

- Thuỷ văn: Hệ thống sông, suối trên địa bàn huyện khá dày và phân bố tương đối đều.

+ Sông Hồng là nguồn cung cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt của nhân dân dọc ven sông. Nước sông Hồng có hàm lượng phù sa lớn từ 6000-8000g/m3 do đó các vùng đất ven sông được phù sa bồi đắp có độ phì nhiêu màu mỡ thuận lợi cho việc sản xuất nông nghiệp.

+ Các suối chính: Trên địa bàn huyện hệ thống suối, khe khá dày mật độ trung bình từ 1-1,5km suối/km2. Các suối chính bao gồm: Ngòi Phát, suối Lũng Pô, Suối Quang Kim, ngòi Đum. Các suối này đều có lưu lượng lớn, dòng chảy xiết thuận lợi cho việc xây dựng các công trình thuỷ điện vừa và nhỏ. Tuy nhiên, cần quan tâm đến phòng chống lũ và các giải pháp kỹ thuật khi thi công các công trình xây dựng.