Верхній ґрунтовий шар складає чорнозем. Територією району протікає 5 річок: Велика Кам'янка, довжиною 67,8 км; Сіверський Донець, довжиною 42 км; Луганчик, довжиною 32,3 км; Деревичка, довжиною 16,2 км; Довжик, довжиною 7,8 км. Флора На території району зустрічаються рослини, занесені до Червоної книги України: астрагал крейдолюбний (Astragalus cretophilus);