Kondisi topografi Sumba Timur secara umum datar (di daerah pesisir), landai sampai bergelombang (wilayah dataran rendah dan berbukit (pegunungan). Daerah dengan ketinggian di atas 1000 meter hanya sedikit di wilayah perbukitan dan gunung. Lahan pertanian terutama di dataran pantai utara yang memiliki cukup air di permukaan maupun sungai-sungai besar. Setidaknya terdapat 88 sungai dan mata air yang tidak kering di musim kemarau.
Rangkaian pegunungan dan bukit-bukit kapur curam yang menguasai wilayah bagian tengah dengan empat puncak: Mawunu, Kombapari, Watupatawang dan Wanggameti. Dataran rendah terdapat di sepanjang pesisir dengan bagian yang cukup luas di Tanjung Undu (pesisir paling barat).
Kabupaten ini beriklim tropis dengan musim hujan yang relatif pendek dan musim kemarau yang panjang (delapan bulan). Suhu rata-rata adalah 22,5 derajat sampai 31,7 derajat Celsius. Musim hujan biasanya terjadi di bulan Desember sampai Maret untuk daerah pesisir dan November sampai April di daerah pedalaman. Jumlah curah hujan dalam setahun 1.860 milimeter, sehingga daerah ini termasuk daerah beriklim kering.
Amplitudo suhu yang tinggi mengakibatkan batu-batuan menjadi lapuk, tanah merekah dan terjadi seleksi alam terhadap tumbuhan dan hewan yang dapat hidup dalam kondisi demikian. Karena itu, jenis tumbuhan yang ada umumnya berupa tanaman keras seperti jati,kelapa dan aren, sementara hewan peliharaan umumnya adalah sapi, kerbau dan kuda yang telah menyesuaikan diri dengan keadaan alam Sumba yang berpadang sabana luas.
Keadaan tanah di Sumba Timur mengandung pasir, kapur dan batu karang karena ratusan ribu tahun yang lalu daerah ini berada di bawah permukaan laut. Setelah zaman es berlalu, daratan ini muncul di atas permukaan laut, sehingga sering dijumpai berbagai jenis hewan laut seperti kerang, ikan dan tanaman laut yang telah menjadi fosil di bukit-bukit karang. Rumput-rumput pun tumbuh di atas batu-batu karang.( wikipedia.org/SP-bersambung)