La seua litologia esta formada per zones d'argila i arenoses i rojos, al voltant del Garbí. Al nord es troben zones de marges dolomies igual que a la zona este. Al límit nord-est apareixen calcaries, graves, i arenes. En direcció sud-est-nord-est es desenvolupen zones de calcaries, graves i rojos. La seua orografia no presenta una gran accidentalitat però entre les seues muntanyes destaquen: Muntanya Negra (400 m.), Beselga (425 m.), Peluca (500 m) i el Garbí (650 m.).

Climatològicament Estivella pertany a una zona mediterrània seca. La temperatura mitjana anual és de 16° i les màximes-mínimes absolutes són de 41° i de 5° respectivament. La pluviometria mitjana és de 377 litres. Destaquen les pluges a la tardor, que vénen d'una manera torrencial, mentres que l'hivern resulta sec.

Entre la seua vegetació es diferencien quatre zones:

1) zona de pi blanc o carrasca que se situen en les prolongacions del Garbí i al límit nord del terme amb inclusions en elles de zones dedicades als cítrics i als fruits de secà (oliveres i ametlers, i garroferes).
2) zones de muntanya davall, matolls amb gran varietat d'espècies
3) zones de secà al voltant dels terrenys abarrancats a on apareix la garrofera, l'olivera, l'ametler i el cirerer. Les garroferes se situen en les parts més baixes i les oliveres i els ametlers en les zones ombriues.
4) zones de regadiu dedicades fonamentalment als cítrics.
Se situen seguint el llit del Riu Palància.

Dins la seua hidrografia destaca, a més de l'aparició del riu Palància l'existència de diversos barrancs: Alcalá, El Pla, La Sarva, Llinares, Els Foies, L'Omet, El Garbí, La Font de la Llosa, Beselga, La Carrasca; les seues fonts més actives són les de Barraix i Beselga.