Akdağmadeni Yozgat´ın doğusunda bir ilçedir. Doğuda Sivas´ın Şarkışla İlçesi, güneyde Çayıralan, batıda Sarıkaya ve Saraykent, kuzeyde ise Kadışehri ile çevrilidir. İlçenin güneyi sarıçam ve meşe ormanlarıyla kaplıdır.

İlçe iklimi, karasal iklim den ziyade, karadeniz iklimi ve karasal iklim arasında bir geçiş tipidir. İlçe yayla olduğu için orta Anadolu´nun iklimine benzerliği olup, yazın fazla sıcak; kışın da dondurucu soğuklar olmaz. Kar yağışı ,Yozgat´da olduğu gibi, Kasım ayının ortalarında başlar. Akdağlar´da kar Haziran, hatta Temmuz ayına kadar yerde kalır. Akdağmadeni´nin ormanlık ve yüksek oluşu yüzünden yıllık yağış miktarı ortalama 478-500 milimetredir. Yazın sıcaklık 20-25 derece arasında değişmektedir. Yıllık sıcaklık ortalaması 8-12 derece arasında oynar. Bunun 100/50-60 bitki mevsiminde yağar. Havası genellikle rutubetlidir. Rüzgarlar, doğu ve güneyden eser. Kuzey rüzgarlarına karşı dağlar koruyucu bir durumdadır.

Akdağmadeni bölgenin geneline oranla daha çok yağış aldığı için doğal bitki örtüsünü genelde ormanlar oluşturmaktadır. İldeki en geniş orman alanına sahip olan Akdağmadeni´nde sarıçam, ardıç, yabani fındık, alaç ve palamut gibi ağaç türleri bulunmaktadır. Orman dışındaki alanlar ise, daha çok mera olarak değerlendirilen bozkırlar ve çayırlardır. İlçe topraklarının %32,5´i ormanlarla kaplıdır. Türkiye orman ortalaması %13,6, İç Anadolu Bölgesi orman ortalaması ise ancak %8´dir.

Akdağmadeni ilçesi orman yüzdesinin, dahil olduğu İç Anadolu Bölgesi´nden fazla oluşunun yegane sebebi, yükseltinin fazlalığı ve İç Anadolu´ya oranla geçiş iklim tipinde bulunmasıdır. Bundan 20 yıl önce ilçe yüzölçümünün %49´u ormanlarla kaplıydı. Ancak son yıllardaki tarla açmaları nedeniyle arazinin ancak %32´sinde orman örtüsü kalmıştır. İlçede ormanlık saha daha çok güneydoğu bölümdeki dağlık alanda yoğunlaşmaktadır. Buralarda büyük yerleşim yerleri olmadığından orman örtüsü varlığını muhafaza etmektedir. İlçe ormanlarının %65,6´sı koru ormanı, %34,4´ü baltalık ormanıdır. İlçede yer yer yayvan yapraklı ormanlar (meşelikler) ve iğne yapraklı ormanlar (boyu 25-30 metreyi bulan karaçam ve kızılçam) bulunur. Yayvan yapraklı ormanlarla iğne yapraklı ormanlar, karışık olarak görülür.

İlçenin batısında, Sazlıdere Köyü ve karşısından itibaren ilçe sınırına kadar ana yol üzeri ve çevresi özellikle kuzeye düşen kısmı tamamen meşelik kaplıdır. Oluközü Köyü meşe korusu Anadolu´da ayrı bir nadide yer olarak gösterilir. Köy halkı arasında yerleşen düzenli kesim (teskere) anlayışı ile koruluğu 20 bölgeye ayırarak her sene bir kesim aralığında kullanılıp diğer sene başka kesim aralığına geçilmektedir.

İlçenin ormanları yaş itibariyle çok gençtir. Ortalama 10-15 metre yüksekliğinde olan sarıçam ağaçlarının arasında az miktar da karamaz ağacı bulunmaktadır. Karamaz ağacı Türkiye´de sadece bu ilçede bulunmaktadır. Karamaz ağacı daha çok ilçenin kuzey doğusunda, doğu ormanlarının güneye bakan yamaçlarında yetişmektedir. Akdağmadeni ormanlarında bir miktar da fındık ağaçları bulunmaktadır. Bunlardan başka özel olarak yetiştirilen, bol miktarda elma, armut, erik, vişne, şeftali ve kaysı ağaçları vardır. Ev önlerinde üzüm asmaları, dere boylarında söğüt ağaçları, selvi kavakları bulunmaktadır.  Son yıllardaki "Benim bir dikili kavağım var" kampanyasıyla bir çok yere Orman İşletmesi Müdürlüğü´nün temin etmiş olduğu çam fidanları dikilmektedir. Özellikle eski Rum ve Ermeniler´den kalan evlerin önünde asırlık ceviz ağaçları bulunmaktadır. Ceviz neslinin devam etmesi de izinsiz kesilmemesine borçludur. Yaz aylarının bunaltıcı sıcaklarında serinletici etkisi, temiz havasıyla Akdağmadenililer´in mesire yeri durumuna gelen ormanlarda, yeşilin her türlü tonunu görmek mümkündür. Özellikle ilçe merkezi yakınındaki, kaynak suyunun bulunduğu "Kadıpınarı" hafta sonu tatillerinde ve bayramlarda halkı kendine çekmektedir.

Yöre isminin belirlenmesinde, sahip olduğu ve işletilmeye açılan yeraltı madenlerinin büyük rolü olmuştur. Akdağ eteklerinde çinko-kurşun madeni işletmesi kurulmuş ve "Maden" kelimesi zamanla bu yerleşim yerinin ismi olmuştur. Maden işçilerinin akınıyla yerleşik köy düzenine geçilen bu yöre, belirli bir süre "Maden" adıyla anılmıştır. Akdağ eteklerinde kurulması nedeniyle de, dağın ismine atıfla "Akdağlar´dan çıkan maden" anlamına gelen "Akdağmadeni" adını almıştır.