По территории района протекают реки Рита и Малорита, есть 3 озера: Ореховское, Олтушское и Малое, а также крупное водохранилище Луковское.
В Пожежинском лесничестве растут царь-дуб - самое старое на Беларуси дерево дуба обыкновенного, его высота 46 метров, возраст более 800 лет, диаметр ствола более 2 метров, и дуб-патриарх, возраст которого более 660 лет. Эти деревья объявлены памятниками природы республиканского значения.
В Чернянском лесничестве создан государственный биологический заказник республиканского значения «Луково» площадью более 15 км2, в котором находится одна из крупнейших в Беларуси популяций венериного башмачка - вида орхидей, занесенных в Красную книгу.
На территории района насчитывается 13 памятников природы и 3 биологических заказника, из них наиболее значимыми являются Пожежинские и Малоритские ельники, которые с 1963 года объявлены памятниками природы республиканского значения.