安次區屬於河北平原中的低平原部分，南、北、中都有永定河故道遺跡，決口處較多，屬於典型的沖積平原地段。全區的地形變化復雜，地面大平小不平。總地勢為西北高、東南低。 海拔從26.6米（大沽水準點）緩降至4.4米。
安次區地表系永定河沖積物堆積而成，主要地貌類型為其沖積形成的緩崗、坡地、窪地，小地貌類型包括緩崗、小坡地、小低平地、小淺平窪地，以及河流沙灘等局部沙丘殘留。 安次區為暖溫帶半幹旱半濕潤季風氣候，多年平均氣溫11.9℃；極端最高氣溫40.3℃，極端最低氣溫-25.5℃，平均氣溫年較差30.6℃，最大日較差27.3℃。作物生長期平均242天，無霜期平均198天，最長256天，最短175天。年平均日照數2659.9小時。
由於安次區位於燕山南麓，暖濕氣流遇到山坡被擡升容易使降水增大，故降水四季分布尤其不均勻，主要集中在夏季，6至8月份降水量占年降水量的71.8%壹74.2%。年平均降水量555.7毫米，年平均降水日數98.8天。極端最大降水量1087.0毫米（1994年），最小降水272.9毫米（1972年）。 據1980年第二次全國土壤普查統計，安次區的土壤有褐土、風砂土、潮土、草甸土、鹽土5個土類，含10個亞類、17個土屬、56個土種。
潮土分布廣、面積大，是安次區主要土壤類型，分褐土化潮土、潮土、鹽化潮土、鹽化沼澤化潮土4個亞類，其中北部鄉鎮的部分土壤在清道光年間沈積，南部為20世紀初永定河淤澱，中部為20世紀50年代初淤積。褐土性土多為永定河故道兩側堆積起來的砂質沈積物組成的砂丘，土壤幹旱，貧瘠。風砂土主要分布在永定河故道兩側及延伸地帶，多數已墾殖成農田。草甸土主要分布在河漫灘上，楊稅務、落垡、碼頭等地均有分布。鹽土僅分布在得勝口村北壹閉塞窪地，因積水蒸發形成。 安次區內河流均系季節性河流，汛期排澇，非汛期近於幹涸。
永定河是海河水系主要河流之壹，由於永定河上遊山丘植被較差，水土流失嚴重，加之河道坡陡流急，造成盧溝橋以下泛區淤積嚴重，形成地上河。永定河在安次區境內長29.6公裏，流域面積為541平方公裏，是具有緩滯洪和沈砂作用的泛區。現常年斷流。
龍河發源於北京大興區節城鄉，於三小營村南進入安次區，流經北部5個鄉鎮，於東張務村南穿北護路堤入泛區，至黃花店匯入永定河槽，在安次區內長18.6公裏，流域面積140.87平方公裏。20世紀70年代疏挖河道32.4公裏，下口流量203.2立方米/秒，建閘6座，橋13座，主要承泄廊坊市城區汙水。
老龍河始於嶽莊子北，向東穿越京津鐵路至武清大南宮匯入北京排汙河，全長19.5公裏，其中安次區內長9.5公裏，流域面積51.5平方公裏，主要承接五幹渠下泄的汙水。