A cidade de São Martinho da Serra situa-se na região central do estado do Rio Grande do Sul. A vegetação da região pertence à Floresta Estacional Decidual sendo uma zona transicional com os Campos Sul-rio-grandenses.
O clima na cidade, assim como em toda a região sul do país, sofre influência da posição e intensidade da Alta Subtropical do Atlântico e sua circulação associada. A circulação associada a esse sistema e também a um sistema de baixa continental, mais forte no verão (Baixa do Chaco), condiciona a circulação em baixos níveis e importantes fluxos de umidade e advecção de temperatura para a região sul.
A precipitação em São Martinho da Serra é bem distribuída. O maior número de dias com chuva ocorre durante os meses de inverno, porém o volume de precipitação é menor nesses dias, resultando em total mensal semelhante para todos os meses do ano. O total mensal médio anual da região fica entre 140 e 150mm. Durante os meses de Junho, Julho e Agosto, as precipitações são mais freqüentes e em menor quantidade. Mais de 50% das chuvas ocorridas nesses meses têm altura menor que 5mm.
A umidade relativa do ar mantém-se em média na faixa entre 65% e 75%. Durante os meses de inverno, a umidade atinge seus picos mais elevados e depois cai gradativamente até atingir os 65%, aproximadamente.
A temperatura do ar máxima é de 24°C, em média, e a temperatura mínima é de 14°C, em média.
Tipos de solo encontrados: Solos Litólicos.