Всхолмленная равнина (холмы пологие, относительная высота 10-20 м), пересечённая рекой Сырдарья. Характерно наличие бессточных котловин, занятых солончаками или такырами. Встречаются небольшие массивы закреплённых бугристых песков (высота бугров 2-10 м).
Растительная зона: полынно-боялычовая (северная) пустыня. Почвы: бурые пустынно-степные, по берегам реки местами серо-бурые аллювиальные. В пойме реки и на островах распространены заросли колючих кустарников и деревьев (тугаи), имеются участки луговой растительности, местами тростник высотой до 4 м. Пустынная растительность представлена кустарниками (тамариск, джузгун) высотой до 2 м, полукустарниками (боялыч, биюргун, полынь) высотой до 0,5 м и травами. Травяной покров в пустыне разреженный, характерны весенние эфемероиды.
Город Байконур хорошо озеленён, имеется большое количество деревьев (карагач, тополь, ясень, джида, тамариск и др) высотой 3—10 м.
Климат резко континентальный, с малым количеством осадков (120 мм в год), большим количеством солнечных дней; лето длительное и жаркое (до +45 °C), зима морозная (до −38 °C) и ветреная (снежный покров невысокий).