Rayonun səthi şimal-şərqdə düzənlik, cənub-qərbdə dağlıqdır. Dağlıq sahədə Yura-Tabaşir, düzənlikdə Antropogen çöküntüləri yayılmışdır. Faydalı qazıntıları: [[neft]], [[daş kömür]], tikinti materialları, səpinti qızıl. İqlimi yayı quraq keçən mülayim isti yarımsəhra və quru-çöl tipli, qışı mülayim soyuqdur. Orta temperatur yanvarda 2°C-dən 7°C-yədək dərəcə, iyulda 22-27°C-dir. İllik yağıntı 300-500 mm-dir. Rayon ərazisindən Tərtər və İncəçay, cənub sərhədindən isə [[Xaçın çayı]] axır. Ərazisi şabalıdı, boz və çəmən-boz torpaqlardan ibarətdir. Yovşanlı-şoranotulu yarımsəhralar, seyrək kollu çəmənliklər, meşələr və subalp çəmənləri yayılmışdır. Tərtər rayonu Tərtər çayının aşağı hissəsində yerləşir və şimaldan İncə çayı ilə həmhüduddur. Rayonda iqlim şəraiti mülayim iqlimdən başlamış isti yarımsəhra və səhra iqliminə qədər dəyişir. Tərtər və Xaçınçay çayları bu rayonun ərazisi ilə axır. Rayon Kür-Araz ovalığının qərb hissəsində, Qarabağ düzündə yerləşir. Burada neft yataqları, tikinti materialları mövcuddur. Rayonun ərazisində 58 yaşayış məntəqəsi vardır. Rayonun inzibati mərkəzi Tərtər şəhəri Tərtərçayın sağ və sol sahillərindən qədim karvan yolu üzərində yerləşir. Buranın tarixi adı Çaparxana olmuşdur. Alban dövlətinin qədim paytaxtı [[Bərdə]]dən 17 km aralıda yerləşən bu ərazidə vaxtilə karvansara və qala olmuşdur.
Tərtər rayonu Kiçik Qafqazın şimal-şərq ətəklərində və Qarabağ düzündə yerləşdiyindən burada iqlim yayda quraq isti keçən yarımsəhradır bəzi illərdə yayda hətta 42°C-temperatur qeydə alınır. Rayonda illik temperatur 12°C-dir Tərtərdə indiyədək qeydə alınmış ən yüksək temperatur müsbət 42.5°C ən aşağı mənfi -8 dərəcə olub.
