Tektonicky menej sú porušené územia budované centrálnokarpatským flyšom a neogénom. Tu mala tektonika iba zlomový charakter. Územie okresu Vranov je chudobné na nerastné suroviny. Z perspektívneho hľadiska sú nádejné Slanské vrchy, kde bolo v posledných rokoch objavené polymetalické zrudnenie. Významné sú tu ložiská rumelky. Rumelka sa rovnako nachádza aj v okolí Merníka, kde sa začína rozvíjať ťažba. V bradlovom pásme a magurskom flyši sú perspektívy nálezov zemného plynu a ropy. Podobne možno očakávať ložiská zemného plynu aj v neogéne v južných častiach okresu. Medzi významné ložiská nerastných surovín patria cementárske suroviny v bradlovom pásme, na báze ktorých pracuje cementáreň v Bystrom. Významné sú aj ložiská bentonitov a zeolitov v Nižnom Hrabovci. Ďalej sú tu menšie ložiská stavebných hmôt a tehliarskych surovín:andezity,tufy,tufity,vápence,pieskovce,piesky,štrky,íly,hliny a pod.(Vechec,Banské,Zamutov,Nižný Hrabovec,Čemerné atď.).
Povrch územia okresu je značne členitý s výraznými výškovými rozdielmi medzi jednotlivými geomorfologickými celkami. Najvyššie položeným geomorfologickým celkom okresu sú Slanské vrchy, zaberajúce severozápadnú časť územia, zastúpené skupinou Šimonky. Hranica okresu tu prebieha po rozvodnom chrbte medzi Torysou a Topľou. Najvyšším bodom v Slanských vrchoch a zároveň aj v celom okrese je Šimonka. (1092 m n. m.). Priemerná výška sa pohybuje v rozmedzí 800-1000 m. Reliéf Slanských vrchov má charakter hornatiny s hlboko rezaným reliéfom.
Územie okresu Vranov patrí do teplej a mierne teplej klimatickej oblasti. Iba vrcholové časti Slanských vrchov patria už do chladnej oblasti. Prevažne južná časť okresu patriaca do Východoslovenskej nížiny má priemernú teplotu 8-9°C. V Beskydskom predhorí a prevažnej časti Ondavskej vrchoviny je7-8°C, iba v rozvodnom chrbte medzi Topľou a Ondavou je pod 7°C.V Slanských vrchoch je priemerná teplota 5-6°C, vo vrcholovej časti Šimonky pod 5°C.
Vcelku je na území okresu ročný priebeh teploty dosť pravidelný. Najteplejším mesiacom je júl s teplotami 22.8-23.8°C, najchladnejším mesiacom je január s teplotami –3.6- -4.3°C.
Okres Vranov má zaujímavú riečnu sieť, ktorá vznikla po ústupe mora a vzniku súše. Dnešné povrchové vody odvádzajú z okresu dva hlavné toky, do ktorých ústi viacero obojstranných prítokov. Územie patrí dvom povodiam: Tople na západe a Ondavy na východe. Oba toky sú alochtónne, prameniace v Čergove (Topľa) a v Nízkych Beskydách (Ondava). Z ďalších väčších alochtónnych tokov tvoriacich prítoky Tople a Ondavy spomenieme ešte Oľku, ústiacu do Ondavy zľava.