Rzeźba terenu i geologia Region leży na terenie Niziny Wschodnioeuropejskiej – a ściślej na obszarze wchodzącej w skład tej niziny niewysokiej Wyżyny Środkoworosyjskiej. Z tego powodu przeważająca część obwodu leży na terenie pagórkowatej równiny, poprzecinanej dolinami rzecznymi i wąwozami oraz wałami. Najwyższy punkt regionu (we wsi Rajewo, w rejonie tiopło-ogariewskim) wznosi się na wysokość 293 m n.p.m.; najniższym punktem jest brzeg rzeki Oka na granicy z obwodem moskiewskim (108 m n.p.m.).
Na terenie regionu występują, między innymi, krasowe formy terenu (jaskinie, podziemne komory).
Gleby Na zachodzie regionu występują głównie gleby darniowo-bielicowe (w kilku podtypach), na północy i środkowym zachodzie głównie szaroziemy leśne. Centrum i wschód obwodu zajmują zdegradowane czarnoziemy, a jedynie na niewielkich obszarach na południowych skrajach regionu znajdują się niewielkie obszary żyznych czarnoziemów.
Klimat Na terenie obwodu tulskiego panuje klimat umiarkowany typu kontynentalnego, charakteryzujący się umiarkowanie chłodną zimą i ciepłym latem. Średnioroczna temperatura powietrza w regionie to +5 °C. Najzimniejszym miesiącem jest styczeń, kiedy to przeciętna temperatura wynosi –10 °C, a najcieplejszym – lipiec, z temperaturą +20 °C. Długość okresu z dodatnimi temperaturami to ok.