赤峰处于我国东部大地新华夏隆起带，大兴安岭南段苏克斜鲁山脉、努儿虎山脉，东西向阴山隆起带，东段燕山山脉交对迭加地区。从地势来看，是西高东低，因而河流大部东流，海拔处在2000—300米左右，至高点是西部与河北省交界处的大光顶子山，海拔在 22067米，最低处是东部的西拉沐沦河与老哈河交汇处的天合隆，海拔仅 290米。
由于处于内蒙古高原的边缘地带，所以山地丘陵占90 % ，以苏克斜鲁山脉为主干的山地，沿东北—西南斜贯赤峰西北，南部是燕山山脉北部边缘的七老图山脉斜贯西南边缘，偏居东南一隅的是努鲁儿虎山紧接辽西丘陵地带。北部山地丘陵，海拔在200—1000米之间，中部丘陵、黄土遍布，沟壑纵横，在东部有一片沙区，属科尔沁沙地的一部分，在苏克斜鲁山脉以西，地势平坦，草原广布，是内蒙古高原的组成那分，也有称其为昭乌达草原的。
赤峰这种地貌的形成大约是在距今7000万年以前，由于地壳的剧烈变动，形成强烈巨大的造山运动的结果。在造山运动的作用下，大兴安岭南段是典型的阶梯状上升山地，由于阶梯状的断裂，造成夷平面的解体，因此这里的山顶大多为平齐状，山坡外貌也多为浑圈形态，而组成山体的主体岩石为火成岩，其中以花岗岩、玄武岩分布面积最广。
从赤峰的地形来看，大部呈边坡陡峭而原面起伏和缓的高原形态，本区日照强，昼夜温差大．风化作用强烈，降水变率大，蒸发剧烈，植被稀疏矮小风大而频繁，风沙作用强烈，风成地貌特别发育。因此对沙地形成及其演化是本区全新世以来环境变化研究的重要内容。此外，沿高原边缘地带，受断裂或挠曲作用影响，形成大小不一的断陷湖和洼地，因此湖区的变化亦可提供丰畜的环凌演变信息。
“在赤峰北部的沙丘，由于地面切断不深和风沙覆盖严重，露头部面一般不超过6米，沉积部面亦显露为强沙层和暗灰色古土壤层。在这古土壤层中可以分出三四层。在热水塘三地，距地表以下1.8米处，有一厚古土壤层，其下部年龄为7265±100aB.p ，上部年龄为 5375±9a.B.P，说明这层古土壤发育时间较长。”（《北京师范大学学报》自然科学版，1991年第1期，第104页）从对本地区的土壤研究来看，赤峰地区的古土壤发育时期一般在8000—6000年，在古土壤发育时期，气候比现在略湿，而风沙层堆积时期气候干旱多风，流动沙丘有所发展。
二、土壤演递与环境变化密切相关。
对不同发育时期古土壤层进行观察与分析，可以确定古土壤类型及其形成条件，从而得出不同形成时期的环境特征。在内蒙古东部的黄土区发育为暗色黑垆卜、淡黑垆 土，在洼地中广泛发育沼泽草甸土，距今0.4万年左右，气候一度转干，土壤风蚀，风积作用加强，使东部地区的黑垆土和草甸土遭受沙埋，随后气候有所好转，风沙层固定，形成粟钙土。现代地表土壤大多是0.25—0.15万年以来形成的。自1000aB.P以来，气候干湿波动和农耕与游牧交替进行，土被也经历了土壤发育、土壤退化和土壤沙化的多次变化，反映出自然环境演递与人为因素的影响。
三、赤峰地区自然地理环境的变化
我们知道，气候是影响自然环境变化的主要因素。赤峰地区在距今约 l00万a—50万a以前，处于第四纪冰河时期，冰考覆盖着整个大地，气候异常寒冷。这种气候大约持续了50—60万年，到了晚更新纪，天气才逐渐变暖的。
赤峰以北的沙区土被演化较为明显，热水塘三地在距今0.7—0.53 万a发育了厚古土壤层，通过对其进行的侧试，PH值呈弱碱性，通体不含CaCo3，说明成土时淋溶作用较强．是在气候较湿润条件下形成的黑土类型（现在的土壤为暗粟钙土，说明气候较前偏干）。通过对赤峰以北沙区古土壤的分析对比，得出在近1万年的时间内曾发生过四五次较大的气候波动，在气候干早时期形成风砂或粉细砂层。从古土壤的发育时间及其类型看，显示出赤峰以北沙地古土壤层稍早，气候的湿润度更大。从土壤发育的系列看，东部地区是由黑土琳溶黑钙土向粟钙上转化，表现出自然环境亦是由森林或森林草原向草原环境演化的趋势。此外，沿高原边缘地带，受断裂或挠曲作用，形成大小不一的断陷湖和洼地，因此湖区的变化亦可提供丰富的环境演变信息。
经有关方面的研究材料证实，我国北方自新世以来，经历了季风气候区波动性萎缩过程，东北部由于受控于季风气候，以暖湿、冷干配置为特点。事实上，处于北方的赤峰地区，古代的自然生态环境，要比现在优越得多。气象考古资料证明，约在4000―5000年前，赤峰的平均气温要比现在高3℃ 左右，雨量充沛，气候温暖湿润，整个地区为森林草原植被。树木以针叶林为最多，针叶林中落叶松约占50%—60%，其次为云杉林。
在内蒙古东部沙地，0.6—0.5万aB.P时，孢粉组合为蒿―蓠优势带，而相当于0.2万a.B.P 时为蒿―蓠孢粉优势带，在古土壤层中有一定数量乔木花粉，如樟子松、落叶松、云衫、榆属等，显示出疏林草原―草原波动变化。在翁牛特旗及经棚等地的剖面中，以草本孢粉为主，如蒿、蓠、菊、蓼、乔本科等，灌木有麻黄，乔木有少量的松桦，显示为疏林草原或草原环境。近1000a以来，人类活动对沙地疏林破坏日趋加剧，辽金时期尽管白然条件较好，但是随着人口增加，城池兴建，山火与战争等原因，导致疏林的破坏。此外，在清朝中后期由于汉族人进入本地区，开荒务农、放火烧山及营造房屋等原因，使本地区疏林再一次受到破坏。
赤峰东南部地区属于大陆性干旱气候的低山丘陵。中、南部地势较高，地表水系发育切割深，基岩裸露，构造断裂发育，褶皱强烈。主要有近东西向、北东向、北北东向三组断裂，节理裂隙经过短途运移，一部分以泉的形式常年排泄于河谷（沟谷），汇成地表径流，另一部分基岩裂隙，孔隙水以侧潜流补给河谷（沟谷）中近山坡洪积群。但由于受地貌条件控制，地下径流畅通，不利于地下水的储存、畜集，富水必不普遍，有些地方往往是贫水区。
由于地形、气候和人类经济活动的形响，从南到北植被类型具有明显差异，依次发育着低山丘陵森林草原、黄土丘陵干旱草原和沙地杂类草原。
低山丘陵森林草原，仅限于赤峰东南部努鲁儿虎山地，面积狭小，是华北夏绿阔叶林带最北边缘的一个植物地理区域，原生植被以蒙古栎、辽东栎组成的夏绿阔叶林为代表，并有油松林和油松与栎树组成的山地针阔混交林分布。考古学及孢粉分析资料证明，历史上这里森林茂密，树木参天。
