태백산맥이 북에서 남으로 뻗어가면서 강원도에 이르러 영동과 영서의 분수령을 형성하였는데, 영서에 위치한 이 고장은 이 산맥의 정기와 기세를 다 쏟아 놓았는지 웅장한 산악과 청정한 강물이 서로 안고 돌아가는 구곡양장을 이루고 있다. 또한 상원산, 갈왕산(가리왕산), 비봉산, 벽파령, 성마령, 마전치(비행기재) 등은 군역의 우벽이다.
고양산은 군내의 중심부에 위치하여 임계면, 여량면, 정선읍, 화암면의 일부를 형성하였으며, 갈래산은 동에서 서쪽으로 뻗어 내려오는 사이에 우암산, 서운산, 기우산(물비리산)을 이루고 조양산, 병방산을 끝으로 마치었다. 이 산맥의 북쪽은 화암면, 정선읍의 일부가 되고 남쪽은 남면의 북반을 이루었으며 함백산이 서쪽으로 뻗어 영월로 가는 중간에 백운산, 두위봉, 죽겸산 등이 있는데 그 북쪽은 남면의 반역을 이루었고 그 남쪽은 신동읍을 형성하였다.

하천은 남한강 상류라 총칭하는 바 오대천은 오대산에서 원류하고 임계천은 삼척 중봉산, 석병산에서 발원하며 송천강은 발왕산에서 시원하여 여량면 여량리에서 임계천(골치천)과 합류하여 「아우라지」를 이루어 아래로 흘러내리다가 남평리에서 오대천과 합류한다. 정선읍 앞에 이르러 화암면 백전리 한리소(汗里沼)에서 원류하는 동천과 합류하니 조양강(구명 동강)이라 칭하며 용탄과 광하리를 돌아 가수리에서 남천(고한 갈래산에서 발원하여 남면을 관류)과 합류하여 유유히 하류하는 중간에는 기암절벽의 장관을 이룬다.

또한 산수가 장엄하고 수려하여 예부터 무릉도원이라고 불렸으며, 깨끗하고 깊은 곳이어서 신선이 살았다는 구산, 오수가 서로 조화를 이루어 곳곳에 동굴, 약수 등 경치가 빼어났다.
뗏목 위에서 관망하면 내금강, 해금강 같은 경관이라 해도 과언이 아니며, 길게 흘러 충청, 경기, 서울을 지나서 멀리 서해로 흘러 들어간다. 또한 강천 유역에는 식수, 물고기, 농업용수, 물레방아, 배나들이, 떼목 등이 있는데 이런 천혜의 혜택은 헤아릴 수 없이 많다.

따라서 본 군은 비록 평야는 많지 않으나 산이 높고 물이 깊고 산간 구렁턱 산림이 울창하고 약초가 많다. 지하자원으로 금, 은, 동, 철, 석탄, 석회석, 기타의 광물자원이 풍부하여 화암면 일대에는 금광석으로 이름났으며, 특히 무연탄이 많아 1950~1995까지 고한읍, 사북읍, 신동읍 내 광업소 등지에서 생산되는 석탄은 국내 연료 수요의 대부분을 공급했던 보고이나, 1996년도부터 "석탄광업합리화" 정부 시책에 따라 폐광조치되었다.