Coğrafi Yapı ve İklim
Tunceli ili güneyinde Elazığ, doğusunda Bingöl, kuzeyinde Erzincan, kuzeydoğusunda Erzurum illeri ile çevrilidir. Yüzölçümü 7.432 km² olan Tunceli, deniz seviyesinden 1.050 metre yüksektedir. Tümüyle Fırat Havzası içerisinde kalan İl, doğal sınırlarla kuşatılmış yüksek bir bölgedir. Doğu Toros Dağları’nın uzantıları doğu-batı yönünde uzanarak ilin kuzeybatısını, kuzeyini ve kuzeydoğusunu hemen hemen kaplamaktadır. Bu dağlar aşılması güç sıralar oluşturduğu için Tunceli, Türkiye’nin doğu ucunda Iğdır Ovasından başlayıp Erzincan Ovasına kadar uzanan verimli çöküntü alanıyla bütünleşememiştir. Bu dağlar, yer yer hem yüzey sularıyla aşınarak, hem de akarsular tarafından derince oyularak yüksek platolara dönüşmüştür. Vadiler çok dar ve dik olup, vadi tabanlarında ovalar oluşmamıştır. Tunceli il sınırları içerisinde bulunan dağlar Doğu Torosların uzantısı olarak batı-doğu yönünde uzanmaktadır.
Munzur Dağları ve uzantısı olan Avcı Dağları, il topraklarının kuzeybatı ve kuzey kesiminde doğal sınır oluşturmakta, kuzeydoğusunda ise Bağırpaşa Dağı yer almaktadır. Tunceli doğal güzellikler bakımından zengindir. Yörede çok sayıda su kaynağı bulunmaktadır. Munzur, Pülümür, Peri ve Tahar çayları başlıca akarsulardır.
Karasal iklimin hâkim olduğu Tunceli’de kısa süren yaz ayları sıcak ve kurak, uzun süren kışlar ise çok soğuk ve yağışlı geçmektedir. Gece-gündüz arasında ve aylara göre sıcaklık farkları çok yüksektir. 
Tunceli’nin doğal bitki örtüsü kurakçıl meşe türlerinin oluşturduğu kuru ormanlardır. Meşe türlerinin yanında yer yer ardıçlara rastlanır. İç bölgelerde karaağaç, akçaağaç gibi öteki yayvan yapraklı türlerle de karşılaşılır. Ayrıca, dünyada çok az rastlanan hus ağacı mercan vadisinde doğal yaşam ortamı bulmuştur. Munzur dağlarında 1.300 metreden sonra yer yer sarıçam topluluklarına rastlanır. Orman örtüsü 2.800 metreden sonra son bulur. 2.800 metreden sonra otlak ve mera ile kaplı sert kayalıklar bulunmaktadır.
Tunceli’deki Munzur, Mercan, Pülümür, Peri ve Tağar Çayı Vadisi, TRB1 bölgesinde bulunan önemli vadiler arasındadır. Tunceli’de Munzur Dağları ile bu sıranın alt birikimlerini oluşturan Mercan, Avcı, Karasakal Dağları üzerinde ve Bağırpaşa Dağı’nın doruklar bölgesinde küçük buzul gölleri bulunmaktadır.
Tunceli’nin kuzey yarısındaki düzlükleri, Munzur Dağları’nın güneyindeki Ovacık (Zerenik) Ovası ile Yeşilyazı Ovası’dır. Pülümür Çayı Vadisi’ne inen kesimdeki önemli platolar, Mercan Dağları üzerindeki Merk Yaylası ve Munzur Dağları’nın orta bölümünde yer alan Kepir Yaylası’dır.

Doğal Kaynaklar
Tunceli’de üç tip toprak hâkimdir. Bunlar kahverengi topraklar (kuzey ve güney), kahverengi orman toprakları (doğu) ve kireçsiz kahverengi orman topraklarıdır. Tunceli‘de toplam ekilebilir arazi 114.071 ha olmakla birlikte, I-IV‘üncü sınıf arazi miktarı sadece 81.190 ha’dır.
Tunceli’de yerüstü ve yer altı su kaynakları 3.114,2 m³/yıl hacme sahip olup bunun %99’u yüzey kaynaklardan (nehir, göller) oluşmaktadır. İlde 3.112 hm³/yıl yerüstü su rezervi ile 2,2 hm³/yıl yeraltı su rezervi olmak üzere toplam 3114,2 hm³/yıl su kaynağı mevcuttur. İlin ortalama su ihtiyacı 175 lt/sn olmakla beraber kaynaklardan 112 lt/sn su ancak sağlanmaktadır. Tunceli’deki maden suyu kaynakları ise; Merkez - Harçik Madensuyu, Merkez - Anafatma Suyu, Nazımiye ilçesi - Aşağıdoluca Maden Suyu, Pülümür ilçesi - Bozada Suyu ve Mazgirt İlçesi - Bağın Kaplıcası’dır.
Tunceli ilinde, doğal ve plantasyon olarak 258.500 ha orman bulunmaktadır. Ormanlarda, çoğunlukla meşe, ardıç, dişbudak, kızılağaç, akçaağaç ve kavak gibi ağaçlar bulunmaktadır.
Tunceli florasında hâkim ağaç cinsi meşedir. Diğerleri karaağaç, akçaağaç, ceviz, yabani fındık, söğüt, çınar, asma, kızılağaç, dişbudaktır. Bunlardan kavak, ceviz, söğüt, kızılağaç, asma ve karaağaç su boyunca karışık bir galeri meydana getirir. Yamaçlar kayalık olmayan yerlerde meşeliktir. Dünyada çok nadir rastlanan huş ağacı mercan vadisinde doğal yaşama ortamı bulmuştur. Tunceli hayvan varlığında (fauna) Munzur Vadisi ve çevresi, av hayvanları bakımından oldukça zengindir. Vadide bulunan av hayvanları; ayı, kurt, vaşak, tilki, sansar, porsuk, sincap, tavşan, yaban domuzu, yaban keçisi, çengel boynuzlu dağkeçisi, kartal, akbaba, doğan, şahin, atmaca, ürkeklik, keklik, çil keklik, turna, kaz, toy, ördek türleri ve çulluktur. Alabalık mevcut fauna içerisinde önemli bir yere sahiptir. Keban Baraj Gölü’nün Çemişkezek, Göktepe, Peri ve Pertek avlak sahası içerisinde; karabalık (capoeta sp.), sazan (cyprinus carpio), tatlı su kefali (leuciscus cephalus), bıyıklı balık (barbus sp.) ve kerevit (astacus leptodacthlus) mevcuttur.