，县内主要河流有千曲川、天龙川、木曾川。日本第一长河，全长367公里的信浓川在长野县内被称为千曲川，主要流经长野县东部。和千曲川的汇流处是战国时代着名战役川中岛之战的爆发地点。天龙川则是长野县南部的主要河川，伊那盆地系由天龙川沖积形成。位于长野县南部的诹访湖面积有12.9平方公里，是长野县面积第一大湖泊。长野县还有等湖泊。
气候.长野县大部分地区属于内陆性气候，但北部的部分地区（长野盆地、白马岳山麓等地）有日本海侧气候的特征，两者之间的主要区别在于冬季时有日本海侧气候特征的地区降雪