アメリカ合衆国国勢調査局の発表によれば、郡の総面積は11,730 km²（4,529 mi²）で、その内11,730 km²（4,529 mi²）が陸地、2.6 km²（1 mi²、水地率0.02%）が水地である。グラント郡が隣接する郡の数は、オレゴン州の他のどの郡よりも多い。郡内のおよそ63%の土地は連邦政府、とくに林野局と土地管理局の管轄下となっている。グラント郡にはマルヒュア国有林のほとんどの区域と、ワローワ＝ホイットマン国有林、ユマティラ国有林、オチョコ国有林のそれぞれ一部を含むほか、610 km²（15万エーカー）を超える連邦政府指定の野生保護地域を含んでいる。郡内にはジョンデイ川の源流がある。ジョンデイ川で指定された野生景観河川区域は、アメリカ国内の川としては最も長い。郡内の標高は、最も低いところでキンバリー近郊のジョンデイ川の1,820 ft（555 m）、最も高いところでストロベリー山山頂の9,038 ft（2,755 m）である。地形は、広々として穏やかな丘や谷では大草原や放牧地が広がっているが、急峻や山々に目を向けるとゴツゴツとした岩肌が目立つようになる。郡内にはこの中間となる鬱蒼とした森林地帯や、緩やかな山や谷も広がっている。その他、郡内ではヤマヨモギと若干の草木しか生えていないような高原砂漠も各地に見られる。ブルー山脈の南側は、グラント郡の土地である。この地域の森林地帯は、特徴として下生えの密度が比較的低いことが挙げられる。19世紀にこの地を訪れた旅人や移住者は、次のように言ったという。「下生えが見られず、木々の間隔もやけに大きい。これなら、傾斜の許すかぎり荷馬車をどこにでも連れて行ける」、と。郡内の森林地帯であるが、乾燥した地域やだだっ広い地域、岩肌がゴツゴツした地域ではウェスタンジュニパーがまばらと立っているのに対して、標高が高くなるとモミの木が多く見られるようになる。その他の森林地帯（その多くは、標高980mを超える）では、一部の標高の高い地域でポンデローサマツやダグラスファー、ホワイトファー、ウェスタンラーチ（「カラマツ」の名で一般的に知られる落葉性の針葉樹）、ロッジポールマツ、トウヒなどが多く見られ、川や渓流の近くではシロマツやヒロハハコヤナギ、標高が高い地域では広い範囲でカバノキ、アメリカヤマナラシが多く見られる。アルドリッチ山脈には、アラスカ黄杉という珍しい種類の木が見られる。その他、さまざまな種類の草や野花、ハックルベリー、野いちご、アメリカニワトコ、更には様々な種類の食べられるキノコ、州花であるヒイラギナンテンまで見られる。ロシア原産のウマノチャヒキはオレゴン土着の植物ではないが、郡内の多くの地域で見られる。グラント郡にはおそらく世界で最も巨大な生物が存在する。マルヒュア国有林に棲息する巨大なキノコ類、"Armillaria solidipes" である。その大きさはなんと8.9 km²にも及ぶ。推定される重量は8,500トン〜10,500トン、推定年齢に至っては2,000歳〜8,500歳という生物である。今日見ることのできる地形は、前史時代の地形とはかなりかけ離れたものとなっている。化石調査の結果が示すところに拠れば、古生代から中生代初期にかけて、グラント郡のほとんどの地域は海の底だったことが分かっている。海底が地上に現れた後は、カスケード山脈が当時はいまだ形成されていなかったこともあり、グラント郡の気候は比較的湿潤で穏やかなものとなった。新生代の第三紀ではいくつかの川が、現代ではありえないようなコースを辿ってこの地域を流れていた。新生代が進むにつれて火山活動と大規模な溶岩の流れが地域内で発生し、地形を激しく変化させた。ジョンデイ断層（東西にかけて見られる大型の断層としては北米でも有数の断層として知られる）はジョンデイ渓谷の南端にあるが、この断層が原因となり、隆起によってストロベリー山脈とアルドリッチ山脈が形成、さらにはグレートベースンの北部境界線が形成した。地質的に比較的最近の時代では、最後の氷河期の期間のその直後にかけて、南東オレゴンには巨大な湖がいくつか存在した。氷河は19世紀後半までこの地域の山間部で繰り返し見られた。今日では小規模な氷河が1ヶ所だけ残っており、ストロベリー山脈で一年を通して確認されることが多い。グラント郡は地質学的に豊かであり、郡内にあり全米有数の化石集中地区であるジョンデイ化石層は、1974年にアメリカ合衆国議会によってナショナル・モニュメントに指定されている。高価な金属である金、銀、白金族元素、クロム、銅、コバルトもこの地域に見られる。この豊富な鉱物（とりわけ金に関して）こそ、この地域に人々が次々と移り住んできた動力源であった。非常に古い変成岩である蛇紋岩（中生代（三畳紀）のものと推定）は同地域内の多くの場所で確認される。ストロベリー山（死火山）、エルクホーン山脈の花崗岩でできた峰や巨礫、そして多く見られる縁辺岩、溶岩流、玄武岩の露頭などは、すべてこの地域で火山活動があったことを示す証拠となっている。熱水資源は今日でも尽きることはなく、その証拠に温泉が数多く残っている。ジョンデイ化石層で、シダ植物、亜熱帯・温暖地域で育つ落葉性樹木、貝類、サーベルタイガー、絶滅したウマやラクダ、大型のナマケモノなど、多彩な絶滅種が確認されることからも分かるように、この地域では過去何千年という長い間に植物相・動物相の激しい変化があった。シカ、エルク、プロングホーン、クーガー、クマ、高地の猟鳥などは今日繁栄しているが、これらの動物のうち一部の個体数は200年前の時点で非常に少なかった。19世紀はじめにこの地域を旅行した探検家や罠猟家は、狩猟動物が少ないこと、そして狩猟動物の捕食状況（獲物を時として見つけにくい状況にあったことなど）を記録している。グラント郡に野生の魚としては、数種類のマスが見られるほか、バスやパーチといった温水性の魚がジョンデイ川下流で見られる。また、回遊性のサケやスチールヘッドも一定の季節に見られる。サケとスチールヘッドのジョンデイ川流域への遡上は過去50年間で大きく減少しており、コロンビア川における大型ダムの建設にその主要な原因があると考えられている。しかし、ジョンデイ川ではいまだ目立った人工物の建設は行われておらず、近年ではサケとスチールヘッドの遡上数が回復しつつある。グラント郡のほとんどの地域は、郡内に水源を有する4つのジョンデイ川の支流の流域にある。ジョンデイ川水系の流域面積はおよそ20,000 km²である。アメリカ「本土48州」で第3位の長さとなる「ダムを持たない川」であり、連邦が指定した「自然景観河川（Wild and Scenic River）」としては全米第1位の長さを誇る。グラント郡の郡域の水系は、ジョンデイ川の本流の上流部分（160 km）、ジョンデイ川のノースフォーク（意味：北部支流、180 km）の全域、ミドルフォーク（意味：中部支流、121 km）、サウスフォーク（意味：南部支流、97 km）である。グラント郡から出たジョンデイ川は、郡境を越えて更に296 km流れた後、コロンビア川と合流する。グラント郡の南東端にはマルヒュア川およびリトルマルヒュア川の水源があり、下流でスネーク川に合流する。グラント郡南部にはグレートベースンの北限があり、ここにはシルビーズ川の流域が広がる。シルビーズ川は南方に流れた後、東オレゴンのハイデザート（高原砂漠）にあるハーニー湖に流れて行く。グラント郡の南西端のわずかな地域では、クルックト川とデシューツ川の流域が広がる。グラント郡の気候はやや乾燥している。平均年間降水量はピクチャー峡谷の近くで230 mm、ストロベリー山脈の近くで1,000 mmである。渓谷地域での年間降水量は300 mmから360mmで、高地では410 mmから610mmである。グラント郡全体の年間降水日数は40日から60日で、降水量は2.5 mmとなっている。郡内の降水量の大部分は、山岳部に見られる冬の降雪である。この積雪は帯水層を維持するために不可欠な役割を担っており、この積雪によって春の雪解け水、そして一年を通じて流れる河川の水をもたらしている。郡内の気温は地方によってさまざまであり、最も温暖なモニュメントでは7月の平均気温が32℃／10℃（最高気温／最低気温）、1月の平均が6℃／-6℃であり、最も寒冷なセネカで7月に27℃／3℃、1月に1℃／-13℃である。過去30年間で記録した最高／最低気温は、オースティンで39℃／-38℃、ジョンデイで44℃／-31℃、ロングクリークで42℃／-32℃、モニュメントで44℃／-32℃、セネカで38℃／-44℃だった。グラント郡の快晴または晴天の日数は年間およそ200日であり、これに部分的に晴れの日も含めると年間およそ300日になる。曇天の日数は年間およそ65日であり、部分的に曇りの日も含めると年間およそ165日になる。