Рельеф района представляет собой слабовсхолмленную равнину, изрезанную многочисленными реками. С юго-востока на северо-запад территорию района пересекает широкая заболоченная низина.

      Климат района континетальный, с продолжительной холодной, многоснежной зимой и относительно коротким умеренно теплым и влажным летом.

      Гидрография.
      Речная сеть района густая и насчитывает 113 рек и постоянно текущих ручьев, принадлежит к типу равнинных и относится к бассейну Белого моря. Главной рекой является Северная Двина, ширина которой достигает до полутора километров. Река судоходна в течение всего навигационного периода.
      Притоками реки Северная Двина являются: река Уфтюга, пересекающая правобережную часть района с северо-востока на юго-запад, длина - 236 км; леводвинские притоки - реки Евда, Лябла, Лудонга, Тядима, а также притоки реки Уфтюга: Лахома, Мотьма, Ентала, Топса и другие. Также по территории района протекают в своем верхнем течении реки Устья, Пинега, Илеша.
      На правобережье Северной Двины замедленные процессы стока и близкое залегание грунтовых вод обусловили развитие болот и заболоченных земель более 200 тысяч гектар.
      Крупных озер на территории района нет.

      Почвы Красноборского района подзолистые, полуболотные, болотистые и болотные, а также аллювиальные луговые почвы в долинах рек Северной Двины и Уфтюги, используемые под сенокосы и пастбища.

      Растительность.
       Территория района расположена в подзоне тайги с преобладанием хвойных (еловых и сосновых) лесов с примесью мелколиственных пород. Значительные пространства в долинах рек Северной Двины и Уфтюги занимают луга с пойменной разнотравно-крупнозлаковой растительностью.
       Правобережье Северной Двины богато белыми грибами, ягодами: черника, голубика, клюква, брусника, красная и черная смородина (в поймах рек).
       Редкие и исчезающие виды растений: родиола розовая, валериана блестящая, вязь гладкий, кубышка малая, липа сердцевидная, пихта сибирская, тополь черный.

      Животный мир.
      В лесах обитают лоси, северные олени (не промысловое животное), медведи, волки, пушные звери (белки, куницы, лисицы, горностаи, норки, бобры, ондатры, выдры), боровая дичь (глухарь, тетерева, рябчики), болотные и водоплавающие птицы. Редкие виды - беркут, орлан белохвостый, сыч воробьиный, филин, барсук, бурундук, ушан, литяга.
      Редкие земноводные и пресмыкающиеся: тритон гребенчатый и гадюка обыкновенная.
      С 1969 года на территории района функционирует Шиловский комплексный государственный заказник.
      Среди редких насекомых и птиц на территории района можно увидеть бабочку махаон и адмирал, ктыря горбатого, зефир березовый.
      В реках водятся такие рыбы, как: лещ, щука, налим, минога, сиг, хариус, окунь, карась, семга (запрещена для ловли), среди редких и исчезающих - нельма, бычок-подкаменщик.
      С 1969 года на территории района функционирует Шиловский комплексный государственный заказник.

      Полезные ископаемые.
      Коренные породы территории главным образом песчаники и известняки. Имеется большое количество запасов торфа. Им богаты бассейны рек Северная Двина. Месторождения железной руды (болотная) - Лахомское и Томилинское.
      Близ села Красноборска имеется минеральный источник хлоридно-сульфатных натриевых вод, используемых Курортом "Солониха" в качестве основного лечебного фактора.