По территории района протекают две крупных реки – Амур (210 км) и Зея (270 км).

На территории района находится два природных зоологических заказника: Усть-Тыгдинский – площадью 101,4 тыс. га. и Симоновский – площадью 77,8 тыс. га., пять памятников природы местного значения, в том числе два биологических (сопка Дымо и Чагоянский сосновый бор), три геологических (Горящие горы, Кумарский утёс, Кольцовский утёс) и 10 памятников археологии по реке Зея (остатки древних и средневековых поселений).