武鸣区属亚热带季风气候，光热充足，雨量充沛，夏季炎热多雨，春秋季易旱，冬季温暖少雨，偶有霜雪。年平均气温21.7℃，最热的七月份，平均气温为28.6℃，极端最高气温40.7℃最冷的一月份，平均气温12.8℃极端最低气温-0.8℃。自区西南向东北，常年温度递减1-2℃。大明山上和山脚温差达7-10℃。境内年降雨量1100-1700毫米，呈东北向西南递减，南北差300-500毫米，东北部多有暴雨。但也有寒、旱、涝、风、雹、冰、霜等灾害天气。
武鸣辖区地层出露以寒武系、泥盆系、石炭系和第三系分布较广，下奥陶统、白垩系次之。总厚度15158—17961米。东部大明山连绵高耸，峰峦重叠，山势雄伟，并延伸向东北、东南，朝着武鸣河谷呈扇状分布，构成环绕北、东、南三面的马蹄形高丘陵、山地。西北部高土坡连绵，西南部为石灰岩群峰，中部是丘陵、岗地、平原相间交错，呈小盆地。武鸣区山地227平方公里，占总面积6.7%，平地702平方公里，占20.9%，丘陵2139平方公里占63.5%，其他298平方公里，占8.9%。
