Las campiñas del sur de Valladolid representan uno de los paisajes más característicos de la meseta castellana, donde llama la atención la amplitud visual de la llanura. El término de Nava del Rey es uno de los más amplios de la provincia de Valladolid —tras los de Medina del Campo, Mayorga de Campos y Olmedo— con un total de 12.611 hectáreas, de las que casi 1.600 ha. se destinan a terreno forestal, principalmente al pino piñonero (Pinus pinea) y en menor medida pino albar (Pinus sylvestris) y negral (Pinus uncinata). Igualmente, en algunas zonas se localizan varias choperas, alamedas y contadamente encinares.
Por su extensión destaca el Monte Común y Escobares, conocido popularmente como «Pinar de La Nava», que se ubica al Norte y con más de 1.533 ha. constituye la mayor mancha pinariega de la Tierra de Medina.
La altitud media de Nava del Rey se sitúa en 750 metros sobre el nivel del mar, formando sus terrenos parte de la Depresión Terciaria de la cuenca del río Duero, en una zona de terrazas en el interfluvio de los ríos Trabancos y Zapardiel. Sus terrenos se componen —principalmente— por arcillas aprovechables como tierras de labor, localizándose excepcionalmente algunas explotaciones de arcillas blancas, que desde el siglo XVII hasta 1970 se emplearon para clarificar el vino de Nava del Rey y comarca.
En toda la comarca existe una extensa red de humedales, algunas catalogadas como lagunas esteparias. En Nava del Rey estos encharcamientos superficiales o lavajos han desaparecido en buena medida a consecuencia del descenso de niveles freáticos, aumentando las perforaciones para regadíos. Actualmente, existen dos corrientes continuas del tipo «fuentes de ladera»: Fuente María y Fuente Pascua; ambas situadas a unos 4 km del casco urbano.
El clima de Nava del Rey es mediterráneo con marcada continentalidad, manifiesta en una fuerte acentuación de los contrastes térmicos. Las lluvias se distribuyen irregularmente a lo largo del año, con una pluviosidad media anual entre los 400 y 500 mm. Hay dos máximas estacionales, una en otoño y otra en primavera, acompañadas por una fuerte aridez estival.
Originalmente, la mayor parte del terreno de Nava del Rey, al igual que el de la comarca, estuvo cubierto por extensos bosques mediterráneos, principalmente de encinas y quejigos. No obstante, la actividad ganadera y agrícola redujo a pequeñas manchas la superficie forestal, generando amplias zonas destinadas a cultivo de cereal, baldíos, linderos, pastizales y pequeños humedales, que conformaron el paisaje tal y como lo conocemos hoy, conformando un medio favorable para numerosas especies, tanto vegetales como animales.
Las importantes fuentes de alimento que proporcionan estos campos hacen de este medio un hábitat sorprendentemente rico y variado en cuanto a fauna se refiere. La abundancia de semillas, tanto silvestres como de los cultivos de cebada, trigo, etc., constituyen una importante fuente de alimento capaz de atraer a miles de aves en los meses invernales.
Si entre los mamíferos hubiera que destacar alguna especie, sin duda alguna, esta es la liebre ibérica, que adapta perfectamente su ciclo biológico a las labores agrícolas de los cultivos. Asimismo, la elevada densidad de presas (ratones, topillo campesino, etc.) hace del terreno el hábitat perfecto para el zorro y algunas aves como milanos, ratoneros, cernícalos, lechuzas, mochuelos, etc.
Pero si Nava del Rey destaca por algo es por el asentamiento de una importante población de aves esteparias, entre las que sobresale la avutarda, reina indiscutible de la llanura cerealística, que viene a ser el ave más pesada del mundo capaz de volar. Además, cabe señalar la presencia del sisón común, la ganga, la cogujada común, la corneja o la perdiz común, entre otras muchas especies.
El término de Nava del Rey alberga una gran variedad de plantas arvenses que embellecen el paisaje con su gran colorido y vistosidad. Entre la nutrida comunidad de especies son familiares la manzanilla loca, el cardillo, cardo borriquero, cardo corredor, espigas de burro, entre otras muchas plantas viarias o ruderales. Su secreto estriba en condensar todo su ciclo biológico en unos pocos meses y en producir un enorme número de semillas que se dispersa fácilmente. Además, en los pinares navarreses son habituales las retamas de escoba, escoba blanca, la jara o las diferentes variedades de tomillo.