Нагорный Карабах является органической частью единого целого - исторического Карабаха, две части которого - горная и низменная - на протяжении всей истории региона всегда были неразрывно связаны друг с другом.

Северную часть экономико-географического района Верхний Карабах занимают северо-восточная подошва Карабахского горного массива и южные склоны Муровдагского горного массива (самый высокий пик Малого Кавказа – гора Джамыш (3724 м)). Центральную, западную и южную части занимают восточные склоны Карабахского массива (гора Гызгала (2843 м), гора Гырхыз (2827 м), гора Беюккирш (2725 м)), северо-восточную и восточную части занимают западные окраины Карабахской и Мильской равнин.

Муровдагский и Карабахский массивы, снижаясь, разветвляются в сторону Карабахской и Мильской равнин. В результате размывания реками массива и его боковых ветвей, образовались глубокие ущелья и овраги с крутыми склонами. Среди гор  образовались впадины. Здесь 187,7 тысяч гектаров лесных угодий.

Рельеф территории Агдама (район в низменном Карабахе, оккупирован в 1993 г.), преимущественно, равнинный, частично горный. Максимальная высота территории достигает 1365 метров.

Джебраильский район (в низменном Карабахе, находится под оккупацией с 1993 г.) расположен, в основном, на пологой равнинной территории. Климат района на юге летом засушливый полупустынный  умеренно-теплый, на севере умеренно-теплый с сухим летом. Распространена каштановая  горнолесная почва.

Рельеф  Физулинского района (оккупирован в 1993 г.) во многих местах равнинный с уклоном в сторону реки Араз, на западе состоит из низменных гор и почвы серого, серо-лугового, темно-каштанового и светло-каштанового, серо-кофейного цветов.

В климатическом отношении область можно разделить на три зоны: умеренно теплую, умеренно холодную и холодную. Средняя температура в январе на равнинах и склонах гор бывает 2-0,50С, на высокогорьях от -4 до -130С, в июле – соответственно 25-260С и 15-140С. Годовые осадки на высокогорьях превышают 800-900 мм. Высокие пики Муровдагского массива иногда круглый год бывают покрыты снегом.

Основные реки – Кура, ее притоки – Тертер, Хачин, Гаргар и Араз с притоками Кёнделенчай, Гуручай, Гозлучай и др.

На этих территориях были взяты под защиту и занесены в «Красную книгу Азербайджанской Республики» 4 вида млекопитающих, 8 видов птиц, 1 вид рыб, 3 вида амфибий и рептилий, 8 видов насекомых, 27 видов растений.

Широкого распространена почва каштанового, светло-каштанового, темно-каштанового, горнолесного кофейного, горнолесного бурого, черного горно-лугового цветов и др. Почвенный покров Агдамского района, в основном, каштанового, светло-каштанового и горнолесного кофейного цветов.

На территории богатой растительностью встречается более чем 2000 видов растений. На равнинных местностях огромное место занимают заросли полыни обыкновенной,  и других  полупустынных видов растений, на подошвах гор – преобладают степные и степные виды растений, на склонах гор – кустарники и лиственные леса (фисташка, дуб и др.). В местах, расположенных выше 2000-2300 метров, раскинулись альпийские и субальпийские луга. 

Продолжительность солнечного сияния равна 2000-2400 часам в год. Продолжительность безморозных температур – 150-225 дней в году, температура воздуха ниже 00С по всей территории продолжается в интервале 10-100 дней и составляет 10-50 дней – в Джебраиле, Физули, Ходжавенде, Агдаме и Тертере, 20-50 дней – в Ходжалы и Ханкенди, 50-100 дней – в Шуше. В большинстве районов снежный покров не тает в течение 10-120 дней.