Powiat Jędrzejowski położony jest na terenie Niecki Nidziańskiej – jednostki rozciągającej się pomiędzy Górami Świętokrzyskimi na wschodzie a Wyżyną Krakowsko-Częstochowską na zachodzie. Niecka Nidziańska wznosi się na ogół 200 – 300 m n.p.m. i jest niższa od sąsiednich obszarów, bowiem jest obniżeniem o charakterze niecki tekotonicznej. Pod względem geologicznym obszar ten jest synklinorium jurajskim wypełnionym utworami środkowej i górnej kredy. Na skrzydłach tego synklinorium występują piaskowce z cenomanu (środkowej kredy), pozostałą część wypełniają margle kredowe, pokryte utworami polodowcowymi. W trzeciorzędzie (w miocenie) na obszarze tym w płytkiej zatoce morskiej powstały gliny piaszczyste, margle, wapienie litotaminowe i gipsy.
Nieckę Nidziańską można podzielić na kilka mniejszych jednostek. Powiat jędrzejowski leży we wschodniej części Niecki Włoszczowskiej, której kredowe podłoże pokrywają czwartorzędowe piaski tworząc typowe wydmy, pomiędzy którymi występują tereny podmokłe, bagniste i torfiaste. Sam Jędrzejów położony jest na wzniesionym nieco wyżej Płaskowyżu Jędrzejowskim. W południowej części powiatu znajduje się Garb Wodzisławski będący antykliną kredową, wysokości dochodzą tu do 368 m n.p.m., obniża się on w kierunku płd.-wsch. do 261 m np.m. w pobliżu doliny Nidy. Na kredzie leżą lessy, rozcięte gęstą siecią parowów i wąwozów. Na płd.-wsch. stokach garbu zachowały się spore fragmenty leśne.
Północna część powiatu leży w Paśmie Przedborsko-Małogoskim na pograniczu Gór Świętokrzyskich.
Obszar odwadniany jest przez Nidę, która wydostaje się z obrębu niecki przełomami przez skały kredowe. Nida przepływa przez gminy Małogoszcz, Sobków, Imielno i Oksę. W południowej części powiatu przez gminy Sędziszów i Wodzisław płynie Mierzawa (prawy dopływ Nidy) mniejsze rzeki to Łososina – „Wierna rzeka” Żeromskiego (nazwa pochodzi od łososi przypływających tu na tarło), Biała Nida, Mozgawa i Brzeźnica. W Mozgawie i Mierzawie żyją pstrągi, w ryby obfitują liczne rozlewiska i, storzecza Nidy, występują też liczne stawy rybne udostępniane wędkarzom (np. W Mieronicach, Lubczy w gminie Wodzisław, w Korytnicy w gminie Sobków, w Krzelowie w gminie Sędziszów) oraz stawy hodowlane karpia (w Oksie o pow. 240 ha z zorganizowanymi łowiskami dla wędkarzy).
Do atrakcji turystycznych w regionie należą zbiorniki retencyjne np. w Wodzisławiu i Olszówce w gminie Wodzisław, kąpielisko w Oksie z zapleczem gastronomicznym i domkami kempingowymi, zbiornik wodny w Chorzewie z terenami do wędkowania.
Nida (wraz z Białą Nidą) ma dł. 151 km, pow. dorzecza 3865,4 km2. Powstaje z połączenia Białej i Czarnej Nidy na wysokości. 208 m n.p.m. Spadek ok. 1,2 – 0.6 ‰, średni przepływ w Pińczowie 18 m3/sek. Temperatura wody w lipcu 18.1 C. W miejscowości Oksa i Sobków położonych nad Nidą znajdują się tereny rekreacyjne (ośrodek sportów wodnych i punkt etapowy spływów kajakowych po Nidzie).
W wielu miejscach w dolinie Nidy spotkać można zbiorowiska roślinności wodnej. Spośród licznych gatunków roślin można tu obserwować m.in.: grążel żółty, strzałkę wodną, storczyka szerokolistnego, jeżogłówkę, wełniankę wąskolistną, czermień błotną, liczne turzyce.
Występujące tu siedliska stwarzają dogodne warunki dla ptaków wodno-błotnych. (m.in. bociana czarnego, kureczek, rybitw, czapli siwej, batalionów, czajek oraz licznych kaczek).
W pobliżu Jędrzejowa (k. wsi Sudoł) znajduje się rezerwat florystyczny Gaj o pow. 5.9 ha, w którym chroniony jest bardzo rzadki gatunek storczyka obuwika występującego w runie lasu dębowego. We wschodniej części gminy Sobków znajduje się Chęcińsko-Kielecki Park Krajobrazowy. Sporo terenów chronionych znajduje się w gminie Imielno (40% pow. gminy), nad rozlewiskami rzeki Nidzy, gdzie chroniona jest roślinność wodna i ptactwo wodne i błotne (możliwości tworzenia ścieżek ornitologicznych i stanowisk do podglądania ptactwa). W gminie Jędrzejów znajduje się najciekawszy pomnik przyrody na terenie powiatu – Aleja Lipowa w Mnichowie. W Desznie na terenie gminy Nagłowice na uwagę zasługują rzadkie okazy miłorzędbu japońskiego, w gminie Wodzisław znajduje się rezerwat stepowy na wzgórzu Okrąglica. Ponadto w wielu częściach powiatu są mniejsze i większe kompleksy leśne (bory sosnowe i mieszane będące ostoją zwierzyny, ptactwa i stwarzające możliwość spacerów pieszych, wycieczek rowerowych czy zbierania owoców leśnych i grzybów.