Antik ismi Khersonesos olan Gelibolu Yarımadası, Çanakkale Boğazı ile Saros Körfezi arasında, güneye doğru genişleyerek uzanır.

Türkiye'nin kuzey batısında yer alan yarımada, aynı zamanda Avrupa kıtasının güney-doğusundaki son kara parçasıdır.

Kuzey'de dar (5 km) Bolayır kıstağı ile Trakya'ya bağlanır. Bir fay ile sınırlanmış yüksek ve düz batı kıyılarından doğuya, boğaza doğru alçalan, vadilerle yarılmış sırtlardan oluşan yüzey şekilleri jeolojik yapıya uymuştur.

Yarımadanın batı yakasını kuvvetle meyillenmiş eosen ve oligosen flişleri, doğu yarısını hafif dalgalı miyosen ve pliyosen çökelleri kaplar.

Gelibolu ilçesi, aynı isme sahip yarımadanın kuzey-doğu kıyısında, Çanakkale Boğazı'nın Marmara Denizi'ne açıldığı noktada yer alır.

 
İklim:

Trakya ve Ege iklim bölgeleri arasındadır. Kuzey'de bulunan Korudağı, sert Trakya iklimininin etkilerini hafifletmektedir. Çanakkale Boğazı kıyısında bulunması münasebetiyle yılın dört ayı sürekli hava akımlarının etkisinde kalmaktadır. Bu nedenle ilkbahar mevsiminin süresi kısadır. Yağışlar, sonbaharda etkili olurken, ilkbaharda bir ölçü daha azdır. Kışın en belirgin özelliği kuzeyden gelen sert Poyraz rüzgârıdır. Yaz ve sonbahar aylarında bölgede Akdeniz iklimi hüküm sürer. Sonbaharlar genellikle ılıktır.

 
Dağlar:

Tekirdağ'dan uzanan Ganos Dağı'nın bir kolu Marmara kıyılarını izleyerek Mürefte üzerinden Çanakkale Boğazı boyunca Seddülbahir'e kadar uzanır. Diğer bir kolu da Kadıköy bucağının arkasından ve Bayramiç Köyü'nün sırtlarından Meriç yönüne doğru uzanır. Bir çok yerinde 200 - 400 metre yüksekliklerde değişen engebeler, Gelibolu Keşan arasında 725 metreyi bulur. Bu yükselti Korudağ adını alır ve ilçenin en yüksek yeridir.

Ovalar:

İlçe, dar bir yarımadanın uzantısında bulunduğu ve hafif engebeli araziden oluştuğu için önemli ovalara sahip değildir.

Evreşe, Karainbeyli, Sütlüce ve Ilgardere gibi küçük ovaları mevcuttur.
 
 
Akarsular ve Göller:

İlçede önemli göl ve akarsu yoktur. Bir kaç büyük çay ve dere vardır.

Kavak Çayı: İlçenin en uzun akarsuyudur. Çokal köyü yakınından geçerek, Kuzeyden gelen bir kolla birleşir ve Saroz Körfezi'ne boşalır. Uzunluğu 50 kilometredir.

Ilgar Deresi: Eşikçi Dağı'ndan kaynaklanarak Üveyik Dağı ve Pazarlı Köyü arasından geçerek Bakacak Tepe yakınlarında Çanakkale Boğazı'na dökülür.

Çokalcı Deresi: Münip Beş Çiftliği'nden ve Kaynarca'dan geçerek Çanakkale Boğazı'na dökülür.

Üç Köprüler Deresi: Çokalca Deresi olarak da bilinen dere, Eceabat yöresinde Üçköprüler mevkiinden denize dökülür. Yazları pis ve durgundur..

 
Bitki Örtüsü:

İlçede bitki örtüsü çam ve zeytin ağaçlarından oluşur. Korudağ'daki çam ormanları en önemli yeşillik alanı oluşturur. Eceabat yönüne gidildikçe kıyı kesimlerinin zeytin ağaçlarıyla kaplandığı görülür. Pazarlıköy sırtlarında önemli sayılabilecek oranda çam alanı mevcuttur. Tayfur ve Karainbeyli köyleri arasında ise meşe fundalıklarına rastlanır.