Loan Hà chảy qua phía tây của huyện, công trình "Dẫn Loan nhập Tân" là hồ chứa trọng yếu tại địa phương. Ngoài ra, một số chi lưu của Liêu Hà và Loan Hà cũng bắt nguồn từ huyện này.
Toàn bộ huyện Khoan Thành nằm ở phần phía đông của dãy Yên Sơn với nhiều núi non, các thung lũng hẹp và những sườn đối dốc. Vào mùa hè thường có thiên tại mưa đá và bão. Nhiệt độ giữa hè và đông chênh lệch, tháng 1 bình quân là -9℃, còn trung bình tháng 7 là 23,9 ℃.