A kistérség 90 méter körüli tengerszint feletti magasságával az ország egyik legmélyebben fekvő térsége. Enyhén a Tisza-völgy irányába lejtő, a Maros hordalékkúpjához kapcsolódó tökéletes síkság. Tájrendszertanilag a kistérség a békési sík nagytáji egységen belül a marosi hordalékkúp keleti lejtője kistájon belül helyezkedik el. A régi Maros és Körösök vidéke közötti átmeneti jellegű terület ez, ahol a folyóvízi erózió felszínt lepusztító hatása jutott érvényre, így jöttek létre a hordaléklejtő gerincvonulatai és a köztük kialakult hátak. A kistérség egy része a régi Maros-hordalékkúp hátságán terül el, ahol jellegzetes összetételű 2-3 méter vastag löszképződmény fedi a felszínt. A másik rész a Körös-menti síkhoz tartozik, ahol humuszban gazdag fekete színű agyag alkotja a talajt.
Békés megyét kétféle talaj jellemzi, mindkettő megtalálható a Gyula és környéke kistérség területén is. A megye nagyobb részén, a Körös–Maros közének viszonylag magasabb fekvésű löszhátán a különböző csernozjom talajok találhatók, míg a Berettyó és a Körösök mélyebb fekvésű területét vízhatású téri és szikes talajok uralják.
Békés az ország legnagyobb mértékben felszántott és legkevésbé erdősült megyéje. A szántóterületek átlagos AK értéke 23,6, ami alatta marad a 29,7-es megyei átlagnak, ám országos összehasonlításban jó adottságúnak mondható a terület. A kistérség földterületeinek döntő többsége a jó talajadottságok okán szántó, ám különösen Gyula környékén a megyei átlagnál jóval magasabb az erdő aránya.
A Gyula és környéke kistérség meghatározó felszíni vize a Fehér-Körös, amely a szabályozási munkák elvégzése óta Gyula alatt Szanazugnál egyesül a másik jelentős folyóval, a Fekete-Körössel. Eredetük, vízgyűjtő területük Romániában, a Bihar hegységben található. A Körösök völgye árvízi veszélyeztetettség szempontjából az ország egyik legkedvezőtlenebb földrajzi és vízrajzi fekvésű helye. Békés megye négy vízi nagyműtárgyának egyike, a gyulai tömlősgát duzzasztó a kistérség területén található. A Fehér-Körös hordalék szállítása jelentéktelen, csak igen finom iszapot szállít – innen ered elnevezése is.
A kistérségben Gyula kivételével az összes település öntözővízzel történő ellátása problémát jelent, mivel ezek a területek túlságosan messze vannak a Körösöktől.
A kistérség Gyulán keresztül folyó másik felszíni vize a Fehér-Körös eredeti medre, amely ma az Élővíz-csatorna nevet viseli. A térségben található tavak mesterséges eredetűek, egykori anyagnyerő gödrök, homokbányák.
Jelentősek a termálvízkészletek amelyek létrejöttében nagy szerepet játszott a magyarországi átlaghoz (33-35 m/0C) képest alacsony (18m/0C) geotermukus gradiens. A termálvízkészletet a kistérségben csak a Gyulai Várfürdő hasznosítja. A gyulai termálvizet kedvező kémiai összetétele okán gyógyvízzé is nyilvánították.
Valaha igen gazdag volt a kistérség állatvilága, hiszen a folyók erdői, vizes, mocsaras árterei kiváló környezetet biztosítottak. A folyószabályozások után, majd a fokozott agrártevékenység hatására azonban a vizes élőhelyek fajai kihaltak, vagy kiveszőfélben vannak, s ma már csak a madárvilág mondható igazán gazdagnak, ezen kívül a Körösök rendelkeznek még gazdag halálománnyal.
Az erdőírtások, folyószabályozási munkák azonban alaposan átformálták a tájat, s hatásukra a térség jellemzően mezőgazdasági területté alakult. Létrejöttek emellett a kistérségre ma jellemző szikes puszták és szabályozott folyók hullámterei. Ma már csak kisebb szigetekben vagy egyedekként találhatók meg az egykor a tájra jellemző növénytársulások, a bokorfüzes, a fűz-nyár ligeterdők, a kőrises égerláp, a tölgy-kőris-szil ligeterdők, a sziki tölgyesek, a tatárjuharos lösztölgyesek nyomai.
A kistérség az a lföldi flóravidék tiszántúli flórajárásába tartozik növényföldrajzilag. A terület természetes növénytársulásaira a puha- és keményfás ártéri ligeterdők, valamint a szikes pusztákon megtalálható növények dominanciája a jellemző.
Kitermelhető ásványkincse a legrégebbi idők óta a homok és a sóder, mindkettő ipari nagyságrendben áll rendelkezésre gyakorlatilag mind a négy településen.