O clima predominante no Domínio do Cerrado é o Tropical sazonal, de inverno seco. A temperatura média anual fica em torno de 22-23ºC, sendo que as médias mensais apresentam pequena estacionalidade. As máximas absolutas mensais não variam muito ao longo dos meses do ano, podendo chegar a mais de 40ºC. Já as mínimas absolutas mensais variam bastante, atingindo valores próximos ou até abaixo de zero, nos meses de maio, junho e julho. A ocorrência de geadas no Domínio do Cerrado não é fato incomum, ao menos em sua porção austral.
Em geral, a precipitação média anual fica entre 1200 e 1800 mm. Ao contrário da temperatura, a precipitação média mensal apresenta uma grande estacionalidade, concentrando-se nos meses de primavera e verão (outubro a março), que é a estação chuvosa. Curtos períodos de seca, chamados de veranicos, podem ocorrer em meio a esta estação, criando sérios problemas para a agricultura. No período de maio a setembro os índices pluviométricos mensais reduzem-se bastante, podendo chegar a zero.
Disto resulta uma estação seca de 3 a 5 meses de duração. No início deste período a ocorrência de nevoeiros é comum nas primeiras horas das manhãs, formando-se grande quantidade de orvalho sobre as plantas e umidecendo o solo. Já no período da tarde os índices de umidade relativa do ar caem bastante, podendo baixar a valores próximos a 15%, principalmente nos meses de julho e agosto.
Água parece não ser um fator limitante para a vegetação do cerrado, particularmente para o seu estrato arbóreo-arbustivo. Como estas plantas possuem raízes pivotantes profundas, que chegam a 10, 15, 20 metros de profundidade, atingindo camadas de solo permanentemente úmidas, mesmo na sêca, elas dispõem sempre de algum abastecimento hídrico. No período de estiagem, o solo se desseca realmente, mas apenas em sua parte superficial ( 1,5 a 2 metros de profundidade). Consequência disto é a deficiência hídrica apresentada pelo estrato herbáceo-subarbustivo, cuja parte epigéia se desseca e morre, embora suas partes hipogéias se mantenham vivas, resistindo sob a terra às agruras da sêca. Vários experimentos já demonstraram que, mesmo durante a sêca, as folhas das árvores perdem razoáveis quantidades de água por transpiração, evidenciando sua disponibilidade nas camadas profundas do solo. Muitas espécies arbóreas de cerrado florescem em plena estação seca como o ipê-amarelo, demonstrando o mesmo fato. A maior evidência de que água não é o fator limitante do crescimento e produção do estrato arbóreo-arbustivo do cerrado é o fato de aí encontrarmos extensas plantações de Eucalyptus, crescendo e produzindo plenamente, sem necessidade de irrigação. Outras espécies cultivadas em cerrado, como mangueiras, abacateiros, cana-de-açúcar, laranjeiras etc, fazem o mesmo. A termoperiodicidade diária e estacional parece ser um fator de certa importância para a vegetação do cerrado, particularmente para o estrato herbáceo-subarbustivo. Geadas, todavia, prejudicam bastante as plantas matando suas folhas, que logo secam e caem, aumentando em muito a serapilheira e o risco de incêndios. 
Ventos fortes e constantes não são uma característica geral do Domínio do Cerrado. Normalmente a atmosfera é calma e o ar fica muitas vezes quase parado. Em agosto costumam ocorrer algumas ventanias, levantando poeira e cinzas de queimadas a grandes alturas, através de redemoinhos que se podem ver de longe. Às vezes elas podem ser tão fortes que até mesmo grossos galhos são arrancados das árvores e atirados à distância. A radiação solar no Domínio do Cerrado é geralmente bastante intensa, podendo reduzir-se devido à alta nebulosidade, nos meses excessivamente chuvosos do verão. Por esta possível razão, em certos anos, outubro costuma ser mais quente do que dezembro ou janeiro. Como o inverno é seco, quase sem nuvens, e as latitudes são relativamente pequenas, a radiação solar nesta época também é intensa, aquecendo bem as horas do meio do dia. Em agosto-setembro esta intensidade pode reduzir-se um pouco em virtude da abundância de névoa seca produzida pelos incêndios e queimadas da vegetação, tão freqüentes neste período do ano.
Por estas características de clima, o Domínio do Cerrado faz parte do Zonobioma II, na classificação de Heinrich Walter.
O relevo do Domínio do Cerrado é em geral bastante plano ou suavemente ondulado, estendendo-se por imensos planaltos ou chapadões. Cerca de 50% de sua área situa-se em altitudes que ficam entre 300 e 600 m acima do nível do mar; apenas 5,5% vão além de 900m. As maiores elevações são o Pico do Itacolomi (1797 m) na Serra do Espinhaço, o Pico do Sol (2070 m) na Serra do Caraça e a Chapada dos Veadeiros, que pode atingir 1676 m. O bioma do Cerrado não ultrapassa, em geral, os 1100 m. Acima disto, principalmente em terrenos quartzíticos, costumamos encontrar os Campos Rupestres, já característicos de um Orobioma. Ao contrário das Matas Galeria, Veredas e Varjões, que ocupam os fundos úmidos dos vales, o Cerrado situa-se nos interflúvios. Aqui vamos encontrar, também, manchas mais ou menos extensas de matas mesófilas sempre-verdes, semi-caducifólias ou caducifólias, que já ocuparam áreas bem maiores que as atuais, mas que foram reduzidas a relictos pelo homem, devido à boa qualidade das terras e à riqueza em madeiras-de-lei. O Mato-Grosso-de-Goiás, hoje completamente devastado e substituído pela agricultura foi um bom exemplo destas matas de interflúvio.
Originando-se de espessas camadas de sedimentos que datam do Terciário, os solos do Bioma do Cerrado são geralmente profundos, azonados, de cor vermelha ou vermelha amarelada, porosos, permeáveis, bem drenados e, por isto, intensamente lixiviados. Em sua textura predomina, em geral, a fração areia, vindo em seguida a argila e por último o silte. Eles são, portanto, predominantemente arenosos, areno-argilosos, argilo-arenosos ou, eventualmente, argilosos. Sua capacidade de retenção de água é relativamente baixa. O teor de matéria orgânica destes solos é pequeno, ficando geralmente entre 3 e 5%. Como o clima é sazonal, com um longo período de seca, a decomposição do húmus é lenta. Sua microflora e micro/mesofauna são ainda muito pouco conhecidas. Todavia, acreditamos que elas devam ser bem características ou típicas, o que, talvez, nos permitisse falar em "solo de cerrado" e não apenas em "solo sob cerrado", como preferem alguns. Afinal, a flora e a fauna de um solo são partes integrantes dele e deveriam permitir distingüí-lo de outros tantos solos, física ou quimicamente similares.
Quanto às suas características químicas, eles são bastante ácidos, com pH que pode variar de menos de 4 a pouco mais de 5. Esta forte acidez é devida em boa parte aos altos níveis de Al3+, o que os torna aluminotóxicos para a maioria das plantas agrícolas. Níveis elevados de ions Fe e de Mn também contribuem para a sua toxidez. Baixa capacidade de troca catiônica, baixa soma de bases e alta saturação por Al3+, caracterizam estes solos profundamente distróficos e, por isto, impróprios para a agricultura. Correção do pH pela calagem (aplicação de calcário, de preferência o calcário dolomítico, que é um carbonato de cálcio e magnésio) e adubação, tanto com macro quanto com micronutrientes, podem torná-los férteis e produtivos, seja para a cultura de grãos ou de frutíferas. Isto é o que se faz em nossa grande região produtora de soja, situada, como se sabe, em solos de Cerrado de Goiás, Minas, Mato Grosso do Sul, etc. Além da soja, outros grãos como milho, sorgo, feijão, e frutíferas como manga, abacate, abacaxi, laranja etc, são também cultivados com sucesso. Com a calagem e a adubação, os cerrados tornaram-se a grande área de expansão agrícola de nosso país nas últimas décadas. A pecuária também se expandiu com o cultivo de gramíneas africanas introduzidas, de alta produção e palatabilidade, como a braquiária, por exemplo.
Em parte dos Cerrados, o solo pode apresentar concreções ferruginosas - canga - formando couraças, carapaças ou bancadas lateríticas, que dificultam a penetração da água de chuva ou das raízes, podendo às vezes impedir ou dificultar o desenvolvimento de uma vegetação mais exuberante e a própria agricultura. Quando tais couraças são espessas e contínuas, vamos encontrar sobre estas superfícies formas mais pobres e mais abertas de Cerrado. Que porcentagem dos solos apresenta este tipo de impedimento físico não sabemos, embora ela deva ser significativa. Quando pastagens nativas de cerrado são sobrepastejadas, o solo fica muito exposto e é facilmente erodido. Devido às suas características texturais e estruturais ele é também frequentemente sujeito à formação de enormes voçorocas. Estas características dos solos do Bioma do Cerrado permitem-nos considerá-lo como um Pedobioma, do Zonobioma II de Heinrich Walter.
