Clima
Está determinado por la altitud y el relieve. Los altos Llanos occidentales poseen un clima tropical de sabana, con temperaturas de 27°C de promedio y con marcadas amplitudes diarias. Posee las temperaturas más altas que se registran en los Llanos centrales. Posee una estación seca de noviembre a marzo. Las lluvias se presentan de abril a octubre y en general las precipitaciones varian con la altitud desde 600 mm en los extremos septentrionales hasta los 1.500 mm en las estribaciones andinas.

Relieve
Es predominantemente plano, aunque presenta una zona de transición en su extremo occidental que se define a partir de las estribaciones de la cordillera de Mérida, ya que ésta atraviesa el extremo occidental del estado de noreste a sureste, con sus piedemontes que entran en contacto con el alto llano hasta la ribera del río Apure. Al norte del estado se encuentra la sierra de Santo Domingo con 4.700 mts de altitud. La zona de transición ocupa una franja estrecha paralela al cordón montañoso. Los altos Llanos centrales se extienden a su vez en el mismo sentido que la zona anterior y comprende la mayor parte de la cuenca Barinas-Apure.

Hidrografía
Posee una vasta red hidrográfica conformada por numerosos ríos. De este a oeste corren los ríos Guanare, Masparro, Santo domingo, Anaro, Pagüey, Michay, Caparo, Uribante, todos navegables por embarcaciones de poco calado. En los ríos Boconó-Masparro y Santo Domingo se han construido presas para el control de las inundaciones, para usos hidroeléctricos o para el riegoey y pardillo, además de plantas acuáticas.

Suelos
La cadena secundaria andina presenta la particularidad de los pisos térmicos o climáticos que ascienden desde los más cálidos, pasando por los templados y frios, hasta llehgar al páramo cuando se superan los 3.800 mts. A su vez la llanura aluvional estuvo ocupada por el mar que al retirarse, en el período terciario, por la elevación de los Andes dejó un subsuelo rico en sedimentos marinos. Posteriormente se acumuló material de origen fluvial y eólico.

Vegetación
Según la clasificación de Holdridge, la vegetación corresponde a: bosque seco tropical y bosque húmedo tropical, contando con formaciones vegetales de: bosque, bosque de galeria, sabana, matorral y páramo. Los árboles más frecuentes son caoba, cedro, charo, chupón, drago, jobo, mijao, pardillo, samán y saqui saqui..La vegetación resultante es variada, aunque predomina la sabana en la mayor parte de Barinas, con pastizales altos que alternan con pequeños bosques áridos. La amplia llanura está drenada por ríos que nacen en su mayor parte en los Andes venezolanos y fluyen directa o indirectamente al Apure, afluente del Orinoco.

Fauna
En caños, esteros y ríos pueden observarse diversas especies de aves de hermosos colores y plumajes, podemos encontar el gavilan, primito, guacharaca, perdiz montañera, palomasabanera, pato silvador y una gran variedad de garzas. Pero principalmente destacan: oso ormiguero, cunaguaro, baquiro, picure, chigüire. La baba es importante y la podemos encontrar en los habitas acuáticos. El morrocoy sabanero es la tortuga más resaltante. Entre los lagartos cabe mencionar: mato real, lisa e iguana y de los anfí bios, la rana platanera.

Recursos Minerales
La potencialidad minera se expresa por minerales no metálicos como: caliza, arena, silicato, cuarzo. Marmol, arcilla roja, feldespato, grava, arena silícea y fosforita. En cuanto al recurso energético, existen reservas de hidrocarburos en la zona sur de San Silvestre, donde se explotan varios campos petroleros.