Izrazito dinski reljef odlikuju apsolutne nadmorske visine vrhova dina između 70 i 197 m, dok relativne u udolinama dostižu i do 30 m. Orijentacija dina i međudinskih udolina je u pracu JI-SZ, dok su nagibi JZ ekspozicija blaži u odnosu na SI.
U pravcu SZ ka selu Vladimirovac, reljef dostiže maksimalne nadmorske visine na koti Mala Čoka 197 m. Karakterističani su predeli dugačkih dina blagih nagiba i prostranih udolina, bez uticaja podzemnih voda.
U severoistočnom delu Rezervata se nalaze Zagajička brda, 246 m nadmorske visine, koja sa Dumačom predstavljaju najreprezentativniju geomorfološku formaciju banatskog lesnog platoa i panonske nizije.
Centralni deo Deliblatske peščare odlikuju dugačke dine strmih nagiba, relativnih visina do 30 m i uske udoline. Po svim odlikama ovo je njen najsuroviji deo.
Deo Peščare od Dunava, u pravcu SZ, do linije Vrela-Grebenac, odlikuju slabo izražene dine i široke međudinske udoline, niži je od ostalog dela (apsolutne nadmorske visine su između 70 i 100 m, dok su relativne od 5do 10 m) i naziva se Niska peščara. Neke udoline su pod uticajem izdanske vode i obrasle higrofilnim zajednicama.
Glavni minerali sastojci peska su kvarc, feldspati i krečnjak. Zrna peska su u proseku najkrupnija i uglastija u JI delu, dok su najfinija na Visokoj peščari.
Peščana zemljišta su u zavisnosti od količine humusa i dubine humusno akumulativnog horizonta, stepena humizacije, evolucije mineralne komponente i strukturne izraženosti grupisana u evolucionu stadiju A-S, sirozemi i pararendzine na pesku. Zemljišta Peščare se odlikuju malim sadržajem humusa, nevezanošću čestica, kretanjem krečnjaka kroz profil, alkalnom reakcijom, malim vodnim kapacitetom i velikom specifičnom toplptom. Temperaturna amplituda površine zemnjišta iznosi 90°C.
Dubina zemljišta iznosi od 5 do 150 cm, sive do mrke boje, a mogu se naći i više pogrebenih slojeva. Na terenu su zemljišni tipovi mozaično raspoređeni čak i na bliskim rastojanjima.
Klima je umereno-kontinentalna (subhumidna vlažnijeg tipa, izražene kontinentalnosti tj.klima niskih šuma u bliskoj vezi sa klimom stepa) sa specifičnom mikroklimom, koju karakterišu rani i kasni mrazevi i velika temperaturna kolebanja vazduha, između – 25 i + 45 stepeni S. U toku zime duva vetar Košava, koji udarima dostiže brzinu do 140 km/čas. Iako u toku godine prima oko 630 mm padavina, područje je bez površinskih vodotokova, jer se one kroz podzemlje oceđuju u pravcu Dunava. Podzemne vode obodnog dela Deliblatske peščare su na 30 m, dok se u centralnom delu arterška izdan nalazi na dubini od 200 m.