Geologia
Teren powiatu łomżyńskiego pokrywają twory lodowcowe. Są to piaski, żwiry z głazami i gliny naniesione poprzez lodowiec. Ich miąższność wynosi od 150 do 200 m. Zalegają one na utworach starszych – trzeciorzędowych (piaski glaukonitowe i kwarcowe pochodzenia morskiego, a na nich mioceńskie osady lądowe – piaski i iły). Doliny rzek pokrywają torfy. W dominującym krajobrazie równin denudacyjnych i akumulacyjnych wyróżniają się wzgórza Czerwonego Boru z kulminacjami wynoszącymi 214-227 m n.p.m.
Charakterystycznym elementem ukształtowania terenu jest Dolina Narwi, mająca w okolicy Łomży charakter doliny przełomowej, otoczonej wyniesieniami wznoszącymi się do 50 m nad poziom rzeki. Różnice wysokości na terenie powiatu wynoszą od 98 m do 129 m n.p.m. w dolinie Narwi i do 227 m n.p.m. na kulminacji Czerwonego Boru.
Sieć wodna
Tereny powiatu łomżyńskiego znajdują się w zlewniach Narwi, Biebrzy i Pisy i są zaliczane do uboższych w kraju pod względem zasobów wód powierzchniowych. Główną rzeką powiatu jest rzeka Narew, a jej największymi dopływami jest Biebrza i Pisa. Poza tym występuje szereg mniejszych rzek.
Klimat
Powiat Łomżyński posiada klimat o cechach przejściowych między bardziej kontynentalnym klimatem obszarów Niziny Północnopodlaskiej, a przejawiającym się zimą pewne cechy klimatu morskiego obszarami Nizin Północnomazowieckich. Leży on na pograniczu ścierania się wpływów tych dwóch klimatów, stąd też obserwuje się tutaj krótszy okres wegetacyjny niż w centralnej i zachodniej Polsce (195 – 208 dni), większe amplitudy temperatur między średnimi stycznia i lipca oraz wyraźnie zróżnicowanie pod względem termicznym.
Średnia temperatura powietrza w porze zimowej waha się w przedziale 5-3 st. C, w lecie zaś około 17 st. C. Zimy są dłuższe (ponad 110 dni), a lata krótsze (do 90 dni).
W najchłodniejszym miesiącu roku wartości średnie temperatury maleją od 3,5 st. C do –4 st. C. Dni mroźne (temperatura max poniżej 0 st. C) notowane są w roku w liczbie 55, dni bardzo mroźne (temperatura min. poniżej –10 st. C) – 27.
Występowanie opadów na terenie powiatu łomżyńskiego uzależnione jest od ogólnej sytuacji synoptycznej oraz od rzeźby terenu. Sumy roczne opadów przekraczają 520 mm. Przeważają opady okresu letniego, które stanowią ponad 65% sumy rocznej. Przeciętnie notuje się od 95 do ponad 100 dni z opadem powyżej 1,0 mm. Opady obfitsze (suma dobowa powyżej 10 mm) występują w ciągu roku od 10 do 15 dni. Z nimi bardzo często związane są burze. Z zimowymi opadami związana jest pokrywa śnieżna. Pojawia się ona między 25 a 30 listopada i utrzymuje się nawet do 31 marca.
Zjawiskiem niepożądanym, w szczególności dla rolnictwa są wiatry. Zimą występuje przewaga wiatrów z sektora południowo – zachodniego, wiosną wzrasta udział wiatrów wschodnich, w lecie dominują wiatry z kierunku zachodniego i północno – zachodniego, jesienią zaś – wiatry z kierunku południowo – zachodniego i zachodniego. Średnia prędkość wiatru waha się od 2 do 4,5 m/s.
Odrębnie kształtują się warunki klimatyczne obszarów, gdzie duże są powierzchnie bagien powodujących obniżkę temperatur i sumy opadów, podwyższenie wilgotności i skrócenie okresu wegetacyjnego.