Xã Quế Phú có địa hình tương đối bằng phẳng, phía Đông chia cắt bởi sông Ly Ly, có khoảng 17,40% diện tích đồi núi thấp, còn lại là vùng đồng bằng. Địa hình thấp dần từ Tây Nam sang Đông Bắc. Khí hậu, chịu ảnh hưởng chung về khí hậu của khu vực duyên hải miền trung nhiệt đới ẩm gió mùa. Nhiệt độ trung bình 250C, cao nhất 390C, thấp nhất 110C, độ ẩm trung bình hàng năm 85%; cao nhất 99,5%; thấp nhất 70,5%. Lượng mưa bình quân hàng năm 2.600 mm, số ngày mưa trung bình trong năm là 189 ngày, lượng mưa tập trung 80% vào mùa mưa lũ. Các tháng mưa lớn trong năm 10, 11, 12 dương lịch. Bão lụt thường xuyên xuất hiện từ tháng 4 đến tháng 11 hàng năm, hiện tượng lũ quét thường xuyên xảy ra mỗi khi có đợt mưa lớn kéo dài từ đầu nguồn đến các mương và sông.
Về thủy văn, có sông Ly Ly, suối Bà Dụ và sông Mông Nghệ, mang ý nghĩa điều tiết thủy lợi cho sản xuất và thoát nước vào mùa mưa lũ.
Đánh giá chung: Là địa phương có đặc điểm chung khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, nên có nhiều thuận lợi để phát triển một nền nông nghiệp đa dạng về chủng loại cây trồng, con vật nuôi, đặc biệt là cây lúa nước. Tuy nhiên lượng mưa, lượng nhiệt phân bố không đồng đều theo mùa, nên gây ảnh hưởng rất lớn đến việc bố trí mùa vụ và sinh hoạt đời sống của nhân dân.