Площадь района 3,7 тыс.км². Расположен в центральной части области, вытянут вдоль р.Урал, которая делит района на две неравные части. Южная часть охватывает бассейны левобережных притоков Урала – Бурти, Киялы-Бурти, Бурли, северная занимает небольшой участок Сакмаро-Уральского междуречья. 
Орографически район можно разделить на три меридиональные полосы. На крайнем востоке расположены передовые хребты внешней зоны складчатости, абсолютные высоты которых достигают 414 м. Для центральной полосы характерны сыртовые увалы с абсолютными высотами до 363 м. Западная полоса охватывает равнинно-увалистые ландшафты Урало-Сакмарского и Урало-Илекского междуречий с широкими придолинными плакорами на левобережье Урала. 
По долине р.Урал проходит ландшафтная граница между подзонами разнотравно-ковыльных степей на обыкновенных черноземах и типчаково-ковыльных степей на черноземах южных. Лесопокрытая площадь составляет 1,8% территории района, преимущественно это байрачные и пойменные леса. Доля пашни составляет 44%, сенокосов и пастбищ – 41%. 
Площадь памятников природы областного значения составляет 1033,6 га (1113,1 га по данным паспортов и охранных обязательств, 0,3%), или 0,28% территории. Они представляют разнообразные ландшафты Южного Предуралья, среди них крупные останцовые массивы – горы Маячная (388,0 га) и Верблюжка (255,0 га), элементы передовых складок Южного Урала – Малое Косымское ущелье и проявления гипсового карста – озера Косколь, поле Жанатаускен, Разинские ямы, Соленое урочище и Тузлуккольские грязи. 
Среди не вошедших в число памятников природы – объекты, имеющие высокую информационно-познавательную и экологическую значимость. Это крупнейшая в Оренбургской области гипсовая пещера Подарок с протяженностью ходов в 660 м, Маячный затон – ценнейшее нерестилище частиковых рыб и белорыбицы на р.Урал, а также эталоны каменистой степи в урочище Каменные овцы, Бандитские горах, горе Кармен и на Гирьяльском хребте. 
С 1989 года в составе государственного заповедника «Оренбургский» функционирует участок «Буртинская степь» на площади 4500 га. Таким образом, в совокупности федеральные и областные ООПТ в районе занимают 1,52% территории. 
Местное значение имеют Краснокаменный родник, пещера Ледяной грот, Лещевский разрез, озеро Гирьял, Херсоновский тополевник и урочище Белокаменка.

Фотоальбом