Území patří do Chlumecké tabule, která je součástí Východočeské tabule. Chlumecká tabule spolu s okolním územím prošla bohatým a proměnným vývojem, na němž se podílely i řeky. Do konce neogénu Cidlina tekla, stejně jako Labe, na Moravu do karpatské prohlubně.
Na rozhraní miocénu a pliocénu poklesla Pardubická tabule, došlo k vyzdvižení okrajových pohoří a změnil se tok řek. Řeky z původního jihovýchodního směru toku změnily průběh toku na jižní a západní. Vznikaly stupňovité říční terasy. Ve starším pleocénu Labe směřovalo od Jaroměře přes Chlum, Probluz a Dobřenic k Chlumci nad Cidlinou a pak dále na Kolín. U Dobřenic se do Labe vlévala Orlice a v okolí Chlumce Labe přijímalo Cidlinu. Pozůstatkem tohoto toku Labe jsou zbytky teras severně od Urbanické brázdy. Ve středním pleocénu změnilo Labe směr a teklo Urbanickou brázdou k Chlumci o dál Kunratickou bránou k Slemicím, kde přijímalo Orlici a Chrudimku. Cidlina tekla od Jičína k Chlumci nad Cidlinou, kde se vlévala do Labe. Bystřice tekla pod průlomem v Hořickém hřbetu a ústila do Labe v okolí Roudnice a Kratonoh. Tok Orlice se odehrával v terasách mezi Urbanickou bránou a dnešním údolím Labe na Pardubicku.
Základní osou byla Urbanická a Kundratická brána. Dnes je široké údolí Bystřice s minimálním spádem lemováno zbytky spodních středopleistocenních teras (viz příčný profil teras Labe u Obědovic).
V mladším pleistocénu Labe opět změnilo směr a teklo od Hradce přímo k Přelouči v trase dnešního Opatovického kanálu.
Chlumecko bylo v pleistocénu hydrogeografickým centrem, kde se soustřeďovaly vody ve východočeské části České křídové tabule. Základní osou byla Urbanická a Kundratická brána. Rozvodí Labe a Cidliny má dnes v Urbanické bráně výšku zhruba 240 m n.m.
Řekami, které dnes protékají Urbanickou brázdou jsou Roudnice, Třesický potok a Bystřice. Bystřice, která ústí do Cidliny přivádí zhruba 1,75 m3/s vody. Původní koryto Bystřice po regulaci má málo vody a nese název Mlýnská Bystřice.
Po klimatické stránce patří Urbanická brázda mezi nejteplejší oblasti Čech. Roční průměr teplot za posledních třicet let (roky 1936 – 1955) 8,2 ˚C, průměr červencových teplot je 18,1 ˚C a průměr lednových teplot -2,8 ˚C. Vnitrozemský charakter však způsobuje velké výkyvy, nejvyšší teplota byla 37,9 ˚C, nejnižší -29 ˚C. Dnů se srážkami bývá průměrně 60, jasných dnů 56. Zbytek jsou dny s oblačností, ale bez srážek. Průměrné roční množství srážek je 640 mm, z toho čtvrtina připadá ne červen a červenec, pouze necelá osmina na listopad a prosinec.
Většinu Urbanické brázdy pokrývaly lesy. Na několika místech jsou zachovány zbytky předkulturního bukového lesa (poblíž Michnovky). Po dobách ledových se do kraje rozšířily háje dubové (rostly na štěrkopískových terasách). Vlhčí území, poblíž meandrujících řek, byla porostlá dubovými a olšovými háji a lužním lesem. Jednotlivé vesnice byly obklopeny směsicí lesů a hájů, které byly téměř všechny odstraněny při kultivaci krajiny a při regulaci řek (rybníky, mlýnské náhony, novodobé usměrňování toků řek a říček a pozdější plošné odvodňování). Zbytky lesního prostu byly ještě živé v druhé polovině 19. století, neboť v obcích byly bažantnice, lovecké spolky i chov zvěře dosti běžným jevem.