三星煤礦位于大興安嶺南端東南坡與松遼平原過渡地帶，靠近松遼平原一側(cè)，地勢平坦，偶有些沙丘。
礦區(qū)地形總體西高東低，最高點(diǎn)位于礦區(qū)中間部位，海拔210.10m，四周較低，最低海拔203m，高差僅7m左右。
礦區(qū)位于突泉河開闊平坦的河谷之中。南部大額木特河于礦區(qū)南1km處通過，與北部通過礦區(qū)的突泉河于礦區(qū)東南雙眼泡附近匯合，二條河均由西北向東南流出區(qū)外。二者皆屬季節(jié)性河流，枯水期干枯斷流，洪水期常溢出河道，礦區(qū)附近最高洪水位202.88—204m。高出地面0.54—0.65m。
本區(qū)氣候特征是冬寒時長，夏熱時短，晝夜溫差變化較大，屬中溫帶干旱大陸性氣候。1--2月份氣溫最低，最低氣溫-30.2℃，平均氣溫-14.8℃；7月份氣溫最高，最高氣溫達(dá)40.4℃，平均氣溫22.6℃，年平均氣溫2.8℃，平均無霜期140天。年平均降水量442.6mm，6--8月份為雨季，10月份中旬--翌年4月中旬為雪季，年平均積雪期71--120天，最大積雪深度為10--25cm。
常年刮四至五級以上的西北風(fēng)，大風(fēng)日為38天，最大風(fēng)速為17m/s；最大凍土深度2.0m。
