Большая часть территории Павлодарской области расположена в пределах Западносибирской равнины в среднем течении реки Иртыш в Прииртышской низменности и в настоящее время занимает площадь 127 тыс. кв.км. На территории области обитает свыше 40 видов млекопитающих, 276 видов птиц, несколько видов пресмыкающихся и земноводных.

На территории Павлодарской области насчитывается около 1200 малых и средних озер. Многие озера летом высыхают, превращаясь в ссоры и солончаки. Глубина таких озер незначительная и редко достигает 1-1,5 м. Более крупные по площади и глубоковрезанные озера, питающиеся как атмосферными, так и грунтовыми водами, длительное время сохраняют на поверхности соленую воду. В водоемах области водятся 16 видов рыб, среди них: язь, чебак, усач, карп, карась, окунь, ерш. Есть и очень ценные рыбы, но редко встречающиеся: нельма, стерлядь, осетр, щука.

Благодаря наличию водоемов особое место в области занимают водоплавающие и околоводные птицы. Среди водоплавающих много уток.

Область в основном лежит в степной растительной зоне, на севере вклинивается зона лесостепей, юго-запад занимает Казахский мелкосопочник (Баянаульский район), для которого также характерна лесостепная растительность, но уже с вертикальной зональностью. На юго-востоке области произрастают так называемые ленточные боры. Небольшая часть юга области занята полупустыней.