Cẩm Lĩnh là xã trung du, tiếp giáp với phía tây điểm cuối dãy núi Hoàng Liên Sơn, Cẩm Lĩnh có địa hình đồi gò thấp, bị chia cắt liên tục, phân chia thành 2 vùng: vùng đồi cao nằm về phía tây nam (vùng tiếp giáp với xã Ba Trại) có độ cao trung bình từ 30 – 80 m, địa hình gồ ghề nhiều đồi núi đan xen nhau, diện tích 168 ha, chiếm 26,8% diện tích toàn vùng; vùng gò và đồng ruộng thấp nằm ở phía đông bắc, diện tích 202 ha, chiếm 73,2% diện tích toàn xã, phần lớn là các cánh đồng bằng phẳng xen lẫn các đồi gò, một đặc trưng của vùng đất Xứ Đoài.Bên cạnh đó, hệ thống sông hồ kênh rạch trên địa bàn xã phân bố tương đối đồng đều với các sông nhỏ sông Tích,, Hồ Cẩm Quỳ, Hồ Suối Hai, Hồ Ngọc Nhị, Hồ Cẩm An, Đầm Long..

Cẩm Lĩnh có khí hậu cận nhiệt đới ẩm, mùa đông phi nhiệt đới khô lạnh, ít mưa; mùa hè nóng, mưa nhiều. Nhiệt độ trung bình hàng năm trên 23 °C. Tháng 7 có nhiệt độ cao nhất trong năm, trung bình 27 - 29 °C, ngược lại tháng 1 có nhiệt độ thấp nhất, trung bình 15,5 - 16,5 °C.