従来の「日光」市街は、
鬼怒川支流の
大谷川中流に在る渓谷の左右河岸、標高600メートル前後の平坦地に形成されている。大谷川をさらに遡ると
馬返に達し、ここで平坦地は終了する。馬返の西側は峻険地で、
いろは坂を境としてその西側に堰止湖である
中禅寺湖沿岸部に標高1,200メートル前後の平坦地が存在するほか、やはりかつての堰止湖で現在は
戦場ヶ原と呼ばれる湿原である標高1,400メートル前後の平坦地、さらに同じく堰止湖である
湯ノ湖沿岸部に標高1,600メートル前後の平坦地が存在する。
年間降水量は1,600 - 2,100mm程度で、うち約2/3は6 - 9月の降水であり、冬季(12 - 2月)の降水量は合計100 - 180mm程度と少ない。湿度は夏季が85 - 90%と非常に蒸すのに対し、冬季は65%程度と乾燥する。
気候は、山間部では冬季に最大30 - 70cmの積雪を呈するものの、おおむね夏季に多雨で高湿となり冬季に少雨で乾燥するという、典型的な
太平洋側気候を呈している。