Мильковский район расположен в центре Камчатского полуострова - от верховьев реки Камчатки и до впадения в нее реки Козыревки. С запада граница района проходит по Срединному хребту, с востока - по Ганальскому, Валагинскому и Тумрокскому хребтам.
Срединный хребет довольно интенсивно расчленён многочисленными левыми притоками р. Камчатки. Главный водо-раздел Срединного хребта, имеет высоты до 1600-1900 м. Горы - массивные, преимущественно с узкими или гребневидными водоразделами, резко расчленены.
Не менее высокими являются горы Ганальского хребта, где высоты имеют абсолютные отметки до 1500 м. Однако, по сравнению со Срединным хребтом, эти горы отличается интенсивным поднятием, особенно его северо-западных части.
Пойма и низкие надпойменные террасы р. Камчатки прослеживаются полосой вдоль русла реки от пос. Шаромы до се-верной границы участка. Границы распространения этого рельефа местами очень чёткие, особенно это касается правобережья.
Речной ландшафт характеризует речные формы рельефа, местами с заболоченными поверхностями, с болотной и кочкарниковой кустарниковой тундрой. Фрагмент озёрно-болотной и болотистой равнины сохранился на левобережье р. Камчатки ниже пос. Шаромы.
Поймы и низкие террасы рассечены густой сетью проток и стариц, поросли кустарниками, травянистым покровом и шеломайником. Помимо стариц, здесь развиты отшнурованные многочисленные пойменные озёра, а русло самой реки местами испытывает разветвление на рукава. Часто высокие террасы покрыты берёзовыми, лиственничными или хвойными лесами.
Большая часть равнинного участка верховьев реки р. Камчатки представляет собой слабовсхолмлённую равнину.
В соответствии с климатическим районированием Камчатки территория Мильковского муниципального района расположена на стыке трех климатических районов. Такое расположение предполагает, что климат региона является в определенной мере переходным.
Для участков, расположенных в нижней части долин рек Андриановка, Кирганик и в долине реки Камчатка, климат характеризуется как умеренно континентальный, влажный, с холодной продолжительной зимой и теплым летом. В целом район считается надежно защищенным со всех сторон от влияния окружающих морей и отличается наиболее благоприятными метеорологическими условиями на Камчатке.
Годовая амплитуда температуры воздуха достигает 35°. Осадков выпадает сравнительно немного – 300 - 500 мм. Зима в районе длится 5 месяцев (ноябрь - март), довольно холодная. При средней январской температуре около -21° возможны дни со средней суточной температурой ниже - 40°. Абсолютный минимум температуры равен —56° (самая низкая температура на полуострове). Однако столь низкие температуры отмечаются при безоблачной и тихой погоде. Средняя скорость ветра в зимние месяца здесь меньше 1 м/с.
Осадков за зиму выпадает 150—250 мм. Высота снежного покрова на защищенных участках достигает максимальной величины (около 1 м) во второй декаде марта. Глубина промерзания почвы достигает 0,5 м. Дней с метелью вследствие абсолютного преобладания слабых ветров, преимущественно направленных вдоль долины, немного - около 10 - 20 дней за зиму.
Таким образом, в долине р. Камчатки зимой преобладает ясная безветренная, очень морозная погода.
Весна теплая и длится всего два месяца (апрель - май). Температура повышается довольно быстро. В первой декаде мая район полностью освобождается от снежного покрова. Почва быстро прогревается. В середине мая начинается вегетационный период, продолжительность которого около четырех пяти месяцев. Средняя температура апреля ниже - 2°, мая - около 5°.
Осадков весной выпадает мало (20 - 30 мм). Скорость ветра - около 2 м/с. Повторяемость туманов резко уменьшается и не превышает 0,5. Много солнечных дней. В целом весна представляется весьма благоприятным временем года.
Лето (вторая пятидневка июня — вторая пятидневка сентября) теплое и сравнительно продолжительное. Средняя месячная температура самого теплого месяца (июля) превышает 15°. Средняя максимальная температура в июле довольно высока — около 22°, а абсолютный максимум (37°) самый высокий на территории области.
Средняя скорость ветра в летние месяцы больше, чем зимой, и составляет 1-2 м/с. Возможны шквалистые ветры.
В июле - августе осадков выпадает больше (60-70 мм), чем весной и осенью. Как правило, это ливневые осадки и носят внутри - массовый характер. Нередко ливневые осадки сопровождаются грозами, повторяемость которых здесь наи-большая - около 4 дней за лето.
Туманы и низкая облачность наблюдается редко. В целом лето довольно теплое, в отдельные годы даже жаркое, сравнительно сухое и продолжительное.
Осень (вторая пятидневка сентября - октябрь) короткая, теплая и, сухая. Понижение температуры происходит довольно быстро. Вегетационный период заканчивается в последней пятидневке сентября. В середине октября средняя суточная температура переходит через 0°, появляется снежный покров.
Для участков расположенных в верхней части долины рек Андриановка и, в меньшей степени, верхней части долины реки Кирганик климат характеризуется как относительно континентальный и близкий климату Центрально - Камчатской межгорной депрессии. Осадков выпадает около от 300 - 400 мм. Причем максимум осадков приходится на июль - август. Температура воздуха зимой минимальна в январе (-18 - -20°C), максимальна в июле (12 - 14°C).
Скорость ветра на восточном склоне Срединного хребта на открытых участках может достигать 50 м/с и более.
Высота снежного покрова составляет около 1,0 м. Возможны случаи особо опасного отложения изморози.
Горные долины выше 900 м, как правило, отличаются довольно суровым климатом.
В целом климат Мильковского района характеризуется как умеренно континентальный с продолжительной холодной зимой и теплым, сравнительно продолжительным летом