Numancia ocupa el elevado y extenso cerro de La Muela, desde el que se domina estratégicamente una amplia llanura, limitada por las altas elevaciones del Sistema Ibérico, desde las Sierras de Urbión por occidente, hasta las cimas del Moncayo al oriente. Entre la llanura y la sierra se establece una intensa relación de la que dependen el clima, las tormentas y el deshielo de la primavera. La llanura atravesada por el río Duero, con un régimen de montaña, se ve alimentado por numerosos afluentes y arroyos que deben en gran medida su caudal a la nieve y al deshielo de los altos valles forestales y ganaderos de la sierra norte; entre ellos destacan por su importancia el Merdancho y el Tera, que vienen a unirse al Duero al pie mismo de Numancia.
Su posición estratégica hay que relacionarla, además, con el control del vado, en el punto donde se juntan Duero y Tera, y confluyen todos los caminos radiales del circo montañoso de la Serranía Norte, que permiten la alternancia ganadera de las zonas bajas, más adecuadas para los pastos de invierno, con las de alta montaña, idóneas para los pastos de verano. Estos caminos comunican el Alto Duero con el valle del Ebro a través de los puertos de Piqueras y Oncala. A estas vías de comunicación se unen las que desde la zona oriental comunican el valle del Ebro con la Meseta, sobre todo la del río Queiles, convertida en época romana en la conocida vía XXVII del Itinerario de Antonino, que desde Caesaraugusta (Zaragoza) se dirigía a Asturica (Astorga).
Según Apiano “estaba rodeada de espesos bosques”, lo que implica un índice de humedad más elevado, reflejado también en un mayor caudal del Duero, que era navegable, ya que los mercaderes remontaban el río “en pequeños esquifes (...) con ayuda de velas”, para transportar vino y cereal. Los textos indican un ambiente boscoso y pantanoso, con ricos pastos para la cría de ovejas y cabras como principal fuente de riqueza. Con su lana se realizaban las prendas de vestir, entre las que destaca el sagum.
Entre los impuestos de guerra exigidos a las ciudades celtibéricas aparecen siempre miles de estas prendas (en el 141 a.C. Numancia y Termes suministraron 9.000). Eran abundantes los asnos, mulos y caballos, rápidos, hábiles y vigorosos, lo que llevó a los romanos a su utilización en detrimento de los itálicos.
El paisaje numantino era de pinares de especie silvestre o laricio, acompañados de muérdago; por robledales de rebollo (quercus) y quejigo, que aportaban una importante cantidad de bellotas; así como sabinares, de madera excelente para la construcción. Se conoce esparto, que indica la existencia de pastizales secos y una rica vegetación de ribera, con especies arbóreas, como olmos, fresnos, sauces y nogales, en las zonas aluviales, márgenes de los ríos y zonas endorreicas. La fauna relacionada con esta vegetación son animales domésticos (oveja, cabra, caballo, toro) como animales salvajes (ciervo, jabalí, conejo, liebre, lince, oso y lobo). La decoración de las cerámicas muestran aves: palomas, perdices, córvidos, águilas, buitres, abubillas, avefrías, garzas; así como peces, entre los que destacan las truchas, e incluso insectos.