Położenie fizycznogeograficzne Powiat łukowski znajduje się w większości na Równinie Łukowskiej. Gminy na południowo-zachodnim skraju położone są na Wysoczyźnie Żelechowskiej, gdzie występują kulminacje przekraczające 200 m n.p.m. Obie jednostki fizycznogeograficzne wchodzą w skład Niziny Południowopodlaskiej. Powiat łukowski znajduje się w jej środkowej części.
Hydrografia Sieć rzeczna na obszarze powiatu łukowskiego ma układ zbliżony do odśrodkowego. Większe rzeki to Krzna Południowa i Krzna Północna – w dorzeczu Bugu; Bystrzyca, Mała Bystrzyca i Czarna – w dorzeczu Tyśmienicy (dopływ Wieprza) oraz Świder, Wilga i Okrzejka – prawe dopływy Wisły. Brak dużych rzek. Ten fakt, a także na ogół bardzo małe spadki terenu sprawiają, że w okresach roztopów w porze przedwiośnia i letnich ulew poziom wody podnosi się niewiele, powodując najwyżej lokalne podtopienia. Dawniej na Równinie Łukowskiej w dolinach występowały rozlewiska i małe bagna, lecz podmokłe grunty zostały zmeliorowane.