富蕴县域内地势复杂,地貌兼有山区、盆地、河谷、戈壁、沙漠五大类,北高南低,海拔一般在800米-1200米之间,最高点都新乌拉峰,海拔3863米,最低海拔317米(三泉洼地)。县城海拔800米。
富蕴县基本成份由阿勒泰山脉、额尔齐斯河-乌伦古河冲积平原及准噶尔盆地(东北部分)组成。 富蕴县属大陆性寒温带干旱气候,冬季严寒而漫长,夏季炎热,春秋季短暂,日照充足,年平均日照时数2900小时,平均气温3.0°C,极端最高气温42.2°C,极端最低气温-51.5°C,平均无霜期137天,年降水量189.6mm,年蒸发量1970mm。 蒸发量大,年蒸发1743mm,日照丰富,年日照2869.8小时。气候干燥,年相对湿度61%。无霜期短,年均140天。境内有近三分之二的地区无明显夏季,只有冷暖之分。以0℃为暖半年,占206天。
乌伦古河流域等项目区气候条件较好,年均气温4.3°C,极端最低气温-39°C,极端最高气温40.6°C,全年无霜期145-189天,昼夜温差较大,年平均降水量为110mm ,蒸发量为2300mm,平均风速为2.7m/s。 截至2014年,富蕴县县域内共发现矿种有四大种,92个品种,尤以黄金,宝石,有色金属闻名遐迩。
富蕴县10种矿产储量居全国前十位,居新疆前列的有:铁、铜、钼、铅、锌。 共发现矿产地450余处,矿床153个,其中大型矿床22个,中型矿床35个,小型矿床98个。已知矿床保有储量潜在经济价值330亿元。 黑色金属有铁、锰、铬等;有色金属有铜、镍、铅、锌、金、银等;稀有金属有铍、锂、铌、钽、铯等;化工原料有芒硝、蛇蚊岩等;建材矿产有石灰石、玄武石、珍珠岩、大理石、石英石、石榴石、萤石等;非金属有白云母、斑点云母,宝石矿有海兰、水晶、紫牙乌、肉桂石、碧玺等。