Равнинная территория Усманского округа богата реками, болотами и лесами. В его границах находится крупный участок государственного Воронежского биосферного заповедника имени В. М. Пескова. Помимо этого, на территории округа выделено 19 особо охраняемых природных территорий (ООПТ) — 2 зоологических заказника, 14 памятников природы (2 ландшафтно-биологических, 10 ландшафтно-гидрологических, 1 зоологический и 1 дендрологический), а также 3 охраняемых ландшафта местного значения.

Физико-географическое положение

Усманский округ расположен в юго-восточной части Липецкой области. Он граничит на западе с Хлевенским, на северо-западе с Липецким, на севере с Грязинским, на востоке – с Добринским округами Липецкой области, на юге – с Верхнехавским и Рамонским районами Воронежской области. По площади это самый большой округ Липецкой области (1942 км²).

Рельеф

Усманский округ расположен в лесостепной юго-восточной части области в пределах Окско-Донской равнины.Рельеф в основном занят речными долинами с широкими террасами.

Полезные ископаемые

В Усманском округе имеются месторождения легкоплавких глин, используемых для производства кирпича и черепицы (месторождения Демшинское, Бочиновское-1 и Бочиновское-2). Имеются запасы подземных вод.

Погодно-климатические условия

Климат Усманского округа умеренно-континентальный, с теплым летом и умеренно холодной зимой. Среднегодовая температура изменяется от 2,7° до 7,1° при средней 5,1°, средняя температура самого теплого месяца (июля) 19,3°, самого холодного (января) — - 9,9°. Абсолютный максимум температуры воздуха 38,9°, минимум — 41,8°.

Безморозный период в среднем продолжается 133 дня, в отдельные годы от 84 до 169 дней; теплый период в среднем 234 дня, в разные годы от 197 до 273 дней. Вегетационный период длится 147-221 день, в среднем 185 дней. Последние весенние заморозки могут быть с 7 апреля до 12 июня. Средняя высота снежного покрова равна 48 см с максимумом 88 см и минимумом 3-4 см. В мягкие зимы с глубоким снегом почвы не промерзают, но в аномально суровую и малоснежную зиму 1968/69 г. почва промерзла на 180-200 см.

За год выпадает в среднем 589 мм осадков, которые распределяются по сезонам следующим образом: весна — 89 мм, лето — 197, осень — 115 и зима — 188 мм. Однако годовая сумма осадков может колебаться от 435 до 867 мм, так же, как и по сезонам.

В течение всего года преобладают ветра юго-восточного и южного направлений, но летом довольно часты и северо-западные. 

Почвы

Преобладающие типы почв — черноземы, которые занимают 74% всей территории Усманского округа.

Водные ресурсы

По территории Усманского округа протекает река Байгора, исток которой находится в Воронежской области. Она течет по территории Усманского, Добринского и Грязинского округов и впадает в верховье Матырского водохранилища. В верховье Байгоры на 96 км от устья у села Крутченская Байгора построено большое водохранилище, занимающее 3-е по объему место в бассейне Матырского водохранилища. Байгора течет по плоской, слабо пересеченной равнине с большим числом западин, по обеим сторонам реки встречаются заболоченные участки. В верховье берега низменные, пологие, но уже в районе села Княжая Байгора берега становятся выше и круче. Байгора сильно меандрирует по пойме в среднем и нижнем течении, имеет различную ширину — от 10 м в верхнем до 100 м в среднем и нижнем течениях. Глубина реки колеблется от 1 до 3 м.

Река Усманка — левый приток Байгоры — берет начало от пруда, расположенного выше д. Федоровка. Длина реки 21 км, площадь водосбора 153 м².

У села Сторожевские Хутора построен крупный пруд длиной около 1,5 км в русле реки. У села Екатериновка и ниже на малом левом притоке построено еще несколько прудов.

В заболоченной широкой балке на восточной окраине села Кривка берет начало левый приток реки Воронеж — Кривка, получившая название по крутым извивам русла. Ее длина — 27 км, площадь водосбора — 121 м2. В настоящее время отмечено ее сильное обмеление.

Севернее города Усмань в слабо выраженном понижении между селами Московка и Куриловка  берет начало река Усмань — левый приток реки Воронеж, протекающая по территории Липецкой области 45 км из 151 км общей длины. Сразу же за городом Усмань она течет по территории Воронежского государственного биосферного заповедника.

В 1975 г. вблизи ее истока было построено крупное водохранилище сезонного регулирования стока, занимающее 8-е место среди крупных водохранилищ бассейна реки Воронеж по объему, площади зеркала воды и другим параметрам.

На территории Усманского округа в бассейне реки Усмань построено 3 пруда общим объемом 1,2 млн м³ и общей площадью 0,7 м².

В окрестностях села Октябрьское берет начало левый приток реки Воронеж — Мещерка, которая течет с востока на запад и имеет небольшую длину  — 34 км. Сток реки зарегулирован тремя большими русловыми прудами и водохранилищем, построенным в ее верховье.

В широтном направлении, с востока на запад течет левый приток Воронежа — Боровица, берущая начало в левом отвержке широкой балки в 2 км западнее села Аксай. Ее берега низкие, пологие, но в Первомайском лесном массиве становятся топкими и заболоченными.

Из родника на дне широкой балки в 3 км западнее железнодорожной станции Московка берет начало левый приток Воронежа — Излегоща.

Тектоническое опускание территории привело к близкому расположению грунтовых вод. Здесь достаточно много озер, часть которых является ландшафтно-гидрологическими памятниками природы. Большая часть Усманского округа сильно заболочена.

Ботаническо-географическое районирование

По ботанико-географическому районированию Усманский округ относится к Воронежскому — с сосновыми и смешанными лесами, с обилием травяных и гипново-сосновых болот, и Усманско-Матырскому, расположенному на плоском водоразделе с преобладанием степей на водоразделах с ивняками и осиновыми кустами, галофильным комплексом и сфагновыми болотами.

Флора и фауна

Усманский округ довольно лесист: левобережная пойма реки Воронеж, входящая в его состав, покрыта смешанными лесами.

На территории Усманского округа сохраняются популяции редких видов растений (лен желтый, ломонос цельнолистный, овсец пустынный, плауны, хохлатка Маршалла, астра солончаковая, кермек опушенный, вольфия, наяда и др.) и растений, занесенных в Красную книгу РСФСР (водяной орех (чилим), рябчик русский, ковыль красивейший).

Из редких видов животных встречаются выхухоль,  выдра, бобр, белый аист, для реакклиматизации выпущены енотовидная собака и ондатра.