Для территории характерны 2 структурно-тектонических этажа - докембрийский и палеозойский, составленный породами нижнего и среднего карбона. Эти породы смяты в складки и разбиты различными разрывными нарушениями. Каменноугольные отложения представлены песчаниками, алевролитами, аргиллитами, известняками и угольными пластами. Минеральные образования в них сравнительно редки. Довольно часто встречаются лишь сидерит в виде конкреций, в аргиллитов, небольших кристаллах кварца, образующиеся в трещинах, возникающих в песчаниках. Трещины в известняках часто залечиваются кальцитом. В породах, вмещающих угольные пласты, можно обнаружить пирит, который встречается в виде кристаллов или же выполняет останки ископаемых беспозвоночных.
Местность прикрыта также четвертичными лессовых породах.
Подавляющее большинство полезных ископаемых региона имеют осадочного происхождения: они возникли в процессе седиментации в морях, заливах, лагунах, озерах, на аллювиальных равнинах и в пределах болот.
Ведущим природно-географическим фактором в этом районе есть минерально - сырьевой. Среди разнообразных полезных ископаемых крупнейшие запасы каменного угля. Здесь залегает уголь, образовавшийся в среднем карбона. В представлении большинства ученых, карбоновое угля Донбасса образовано влаголюбивыми растениями, распространенными в пределах заболоченного морского побережья. В составе этих растительных сообществ доминировали такие гиганты каменноугольного леса, как лепидодендроны, сигиллярии, Каламиты. Как подлесок здесь присутствовали влаголюбивые папоротники, некоторые семенные папоротники, клинолисткови.
Минеральные ресурсы способствуют развитию угольной промышленности, так тут еще с XIX века начали создавать угольные шахты.
Уголь не содержит растительных остатков, которые можно наблюдать невооруженным глазом. Территория промышленного узла находится в пределах двух геолого-промышленных районов добычи угля: Алмазно - Марьянивському и Селезнивському, где залегает уголь коксующийся и худые. Основные марки угля: Ж, ЖК, ГЖК, ОС, ДГР, К, ОС. Уголь разной степени метаморфизма отличается двумя основными показателями: выходом летучих и теплотой сгорания. Средние значения этих величин для коксового угля - 18 - 27% выход летучих, теплота сгорания - 8500 - 8750 ккал / кг; для худого угля - 9 - 17% - выход летучих, 8450 - 8750 ккал / кг - теплота сгорания.
В пределах Луганской области, на основе характера морфоструктуры и морфоскульптуры, а также учитывая историю развития рельефа, выделяется ряд геоморфологических областей. Наиболее южной из них Центральнодонецька структурно-денудационная равнина, соответствующее в орографического отношении Донецком кряжа. Территория Стаханово - Алчевского узла находится в пределах северного склона Центральнодонецкой структурно - денудационные равнины. Рельеф в местах, непосредственно примыкающих к водоразделу, мелкохолмистый, в других местах распространения выходов карбона - грядково-гривистий.
Равнинный рельеф вместе с минеральными ресурсами способствуют развитию различных отраслей промышленности, но для этой территории характерна густая водно-эрозионная сеть, что усложняет строительство промышленных и жилых зданий, развитие сельского хозяйства.
Климат, который формируется под влиянием сравнительно большого количества солнечной радиации, господство континентального воздуха умеренных широт и удаленности от океанов и морей, характеризуется как умеренно континентальный с довольно жарким, засушливым летом и сравнительно холодной зимой с неустойчивым снежным покровом. Географическое положение в умеренных широтах обусловливает большое количество солнечного тепла. Среднегодовые величины суммарной солнечной радиации составляют 105 -114 Ккал / см 2. В формировании климата участвуют несколько типов воздушных масс: арктические, умеренные, тропические, среди которых выделяются континентальные и морские.
Большая приток солнечного тепла и преобладание континентальных воздушных масс определяют температурный режим с характерными достаточно высокими летними температурами (+21,5 º С) и сравнительно низкими температурами зимой (-7,5 ºС). В регионе выпадает наибольшее в области количество осадков - около 500 - 560 мм. Для режима выпадения осадков характерен континентальный тип с летним максимумом.
Климатические показатели территории способствуют развитию сельского хозяйства, поскольку местность получает достаточное количество тепла и влаги для выращивания зерновых, подсолнечника, овощных культур, развития птицеводства.
В условиях сильно расчлененного рельефа северного склона Донецкого кряжа лессовые и лессовидными суглинками почти полностью смыты, и Грунтообразующей породами здесь чаще являются продукты разрушения (элювий) коренных пород: песчаников, сланцев, известняков, мело-мергельных пород. В таких условиях обычно формируются черноземы обыкновенные щебнистые на элювии плотных коренных пород, среди которых выделяют две основные генетические группы:
1. Черноземы обыкновенные щебнистые на элювии плотных некарбонатных пород образуются на милкоземистому хрящевато-щебнистые элювии каменноугольных песчаников и сланцев мощностью 0,7 - 1,5 м, ниже которые залегает малозруйнована коренная порода. По механическому составу черноземы зависимости от Грунтообразующей породы делятся преимущественно на глинистые и песчано-тяжело-суглинистые (на сланцах), среднесуглинистые (на песчаниках. Количество гумуса колеблется от 3 - 4% (на песчаниках) до 6 - 6,5% (на сланцах.
2. Черноземы обыкновенные щебнистые на элювии плотных карбонатных пород образуются на продуктах разрушения мело-мергельных пород и известняков, а также на окарбоначенных элювии каменноугольных песчаников и сланцев, в связи с чем почвы характеризуются повышенным содержанием карбонатов за всем профилем, начиная с поверхности. По механическому составу преобладают пилевато-среднесуглинистые почвы. Количество гумуса незначительно, редко превышает 2 - 2,5%. Значительная часть площади этих почв не розпахуеться, а используется под пастбища. В связи с особенностями рельефа, коренных пород и антропогенным воздействием почвы сильно эродированные, изменен их природный состав, что значительно снизило производительность почв, усложняет выращивания сельскохозяйственных культур.
На территории узла протекают реки Лугань, Камышеваха, Лозовая, Белая, относящихся к бассейну Северского Донца. В питании рек основная роль принадлежит талым снеговым водам (65 - 75%) и летне-осенним дождям (около 25%). Существенную роль в устойчивом питании большинства рек играют подземные воды (5 - 10%). Реки имеют особое значение для промышленности узла, поскольку большинство технологических процессов водосодержащих. Поэтому реки течение всего года пополняются сточными водами промышленных предприятий и шахт. Такой антропогенный сток, вызванный хозяйственной деятельностью человека, нередко вызывает нежелательные изменения в природном гидрологическом режиме и качестве поверхностных вод. Для некоторых промышленных предприятий созданы искусственные водоемы, в которых происходит очистка воды, которая может использоваться повторно.
В связи с развитием промышленности многие реки практически утратили свое рекреационное значение.
Промышленное и рекреационное значение имеет одно из крупнейших водохранилищ Луганской области - Исакивське, расположен на реке Белая, возле Алчевска и Перевальска. Но сегодня остро стоит проблема по качеству воды в водохранилище, поэтому рекреационное значение постепенно теряется.
В промышленных целях используют также подземные воды карбона и мела. В связи с особенностью поверхностных и подземных вод и негативным влиянием промышленности на водные ресурсы качество воды очень низкое.
Через сложное геологическое строение и рельеф местности, почвенный покров и климатические особенности для данной территории характерны такие типы растительности - северные разнотравно-типчаково-ковыльные степи, петрофитно (каменистые) разнотравно-типчаково-ковыльные степи, на месте которых сейчас располагаются сельскохозяйственные земли.
Современный животный мир довольно разнообразен, но распространения животных обусловлено интенсивным хозяйственным освоением территории, что привело к тому, что в современном животном мире преобладают животные и птицы, приспособившиеся к жизни в новых условиях, связанных с сокращением целинных земель, высокой концентрацией населенных пунктов и транспортных магистралей, загрязнений природных водоемов и т. д.
Растительный и животный мир промышленного значения не имеет.
Из неблагоприятных природных процессов проявляются: провалы (возникающие в результате просадки горных пород), газовыделения в районах старых горных выработок, атмосферные засухи, суховеи, град, грозы, туманы, метели, промерзание грунтов, оттепель, гололед, образование ледяной корки и др.
Современное состояние природы Луганской области обусловлен не только развитием и взаимодействием природных процессов и явлений, но и значительной воздействием на окружающую природную среду и отдельные ее компоненты со стороны высоко развитого и многоотраслевого народнохозяйственного комплекса, сформировавшегося в регионе. У. К. Слюсаренко в пределах Луганской области выделяет 5 эколого-хозяйственных районов, среди которых Алчевско-Стахановской район, где окружающую среду загрязняется и нарушается преимущественно предприятиями металлургической промышленности, включает Перевальской и южную часть Попаснянского административных районов.
В пределах района сформировался мощный индустриальный комплекс с ведущей ролью металлургической, коксохимической и угольной промышленности, машиностроения, предприятия которых являются основными источниками загрязнения природной среды. Наиболее мощными источниками загрязнения являются предприятия металлургической (Алчевск, Стаханов, Алмазная и коксохимической (Алчевск, Стаханов) промышленности, а также терриконы угольной промышленности, которые горят.
Максимальное антропогенная нагрузка в районе получает атмосфера, Объем загрязняющих веществ,в которой во много раз превышает ПДК: пыль - В13 раз, сернистого ангидрида - в 5 - 6 раз, окислы углерода - в 9 раз, аммиака - в 6 раз. Основными источниками загрязнения атмосферы являются Алчевский металлургический, Алчевский и Стахановский коксохимический заводы, ежесуточно выбрасывают около 300 т пыли, 65 т сернистого ангидрида, 300 т окиси углерода и 55 т двуокиси азота.
В результате деятельности металлургических и коксохимических предприятий, коммунально-бытовых объектов происходит значительное загрязнение воды, поскольку промышленные стоки, которые сбрасываются в реки Белую, Лозовую, содержат большое количество минеральных кислот, щелочей, солей тяжелых металлов, фенолов.
Для регулирования многообразных антропогенных действий на природную среду в Алчевско - Стахановском районе большое значение имеют: охрана атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод от загрязнения продуктами отходов металлургических, коксохимических и угольных предприятий; применения на действующих предприятиях эффективной системы очистки, внедрения технологий малоотходных и безотходного производства; очистки шахтных вод и тушения терриконов, горящие; постоянный контроль за сконцентрированными в районе экологически опасными производствами; охрана сельскохозяйственных угодий от антропогенного воздействия и эрозионных процессов, разработка и применение эффективных методов и приемов рекультивации нарушенных земель.