Die durchschnittliche Höhe im Vogelschutzgebiet "Medebacher Bucht" liegt bei rund 400 m ü. N.N. Am Osthang des Rothaargebirges erreichen die Höhen knapp 800 m.
Die Medebacher Bucht wird durch ein subatlantisches und subkontinentales Klima geprägt. Dies zeichnet sich durch feuchte, kühle Sommer und milde Winter aus. Der durchschnittliche Jahresniederschlag beträgt ca. 750 mm, die Jahresmitteltemperatur liegt zwischen 6,5° bis 7,5° Celsius.