Palandöken İlçesi, volkanik yapılı dağlık bir araziye sahiptir. Ayrıca meraların da geniş yer kapladığı ilçe arazisi genellikle hayvancılığa müsait bir yapıdadır.

Palandöken, Erzurum’un şiddetli karasal iklime sahip ilçelerinden biridir. İlçede kış ayları soğuk ve kar yağışlı; yaz ayları ise sıcak ve kuraktır. Yaz mevsimi kısa sürelidir. Karasal iklime bağlı olarak; ilçede yaz ve kış mevsimleri arasında yüksek sıcaklık farkı görülmektedir. Yazın ortalama 34,1 0C ‘ye kadar çıkabilen sıcaklıkların, kışın ortalama –28 0C’ye kadar düştüğü görülmektedir. Yine karasal iklime bağlı olarak gece ve gündüz arasındaki günlük sıcaklık farkı da çok fazladır.