อำเภอสองเป็นภูมิประเทศที่เป็นภูเขาและป่าไม้ประมาณร้อยละ70 ของพื้นที่ ตัวอำเภอมีความสูงประมาณ 180 เมตร จากระดับน้ำทะเลปานกลาง โดยจุดสูงที่สุดอยู่ที่บริเวณดอยหลวง(อยู่ในตำบลสะเอียบ จุดแบ่งเขตแดนระหว่างจังหวัดแพร่และจังหวัดน่าน)สูงประมาณ 1,300 เมตร จากระดับน้ำทะเลปานกลาง

เนื่องจากอำเภอสองตั้งอยู่ในภูมิประเทศที่มีภูเขาล้อมรอบทำให้ฤดูร้อนจะมีอากาศร้อนอบอ้าว อุณหภูมิสูงสุดเฉลี่ยประมาณ 35-40 องศาเซลเซียส และฤดูหนาวจะมีอากาศหนาวถึงหนาวจัด อุณหภูมิต่ำสุดในแต่ละปีประมาณ 5-10 องศาเซลเซียส ส่วนฤดูฝนจะมีฝนเฉลี่ยต่อปี ประมาณ 1,000 - 1,500 มิลลิเมตร