Dabas apstākļi Staiceles pagasta teritorija atrodas Viduslatvijas zemienes Metsepoles līdzenumā, kā arī Ziemeļvidzemes biosfēras rezervāta robežās. Pagastā atrodas daļa no Ziemeļvidzemes biosfēras rezervāta Salacas ielejas dabas parka. Tā ir nozīmīga teritorija vairāku Eiropas Savienības biotopu – smilšakmens atsegumu, netraucētu alu, nogāžu mežu, avoksnāju un citu – aizsardzībai. Ainaviskā vērtība daudzos upes posmos.
Pagasta teritoriju šķērso upe Salaca un tās pietekas: Īģe, Spaļupe, Karogupīte, Jogla, Glāžupe, Maldupīte un Pužupe. Salacas ielejas dziļums sasniedz 20 metrus. Upes krastos pie Streņču mājām, Limšēniem, Vīķiem, Kūliņiem, Vīksnām atrodas smilšakmens klintis, vairākās vietās arī krāces (Ģedertu un Lielais jeb Ežu, Vīķu un Rozēnu tacis).
Salacas labajā krastā, 3,5 km lejpus Staiceles tilta, Vīksnu klintīs, atrodas ģeoloģiskais un ģeomorfoloģiskais dabas piemineklis “Vīksnu alas”.
Pagastā ir daudz purvu: Ziemeļu purvi, Dzērves purvs, Lielpurvs, Limšēnu purvs, Pirtsmeža purvs un Kalna purvs. Nozīmīgākais ir dabas liegums “Ziemeļu purvi” (dibināts 1977. gādā, kā dabas liegums kopš 2011. gada), kas iekļauts Natura 2000 teritorijā. Tas ir augstais purvs ar ciņu un lāmu kompleksiem un distrofiem ezeriem. Sastopami arī pārejas purvi, purvaini priežu meži un melnalkšņu staignāji. Putnu aizsardzībai nozīmīga teritorija.
Nozīmīgs ir arī dabas liegums ”Ungurpils meži” (1999), kas ietilpst Ziemeļvidzemes biosfēras rezervātā un iekļauts Natura 2000 teritorijā. Liegums izveidots biotopu – melnalkšņu staignāju, pārmitru platlapju mežu, boreālo mežu, smilšakmens atsegumu, netraucētu alu, upju straujteču, minerālvielām bagātu avotu un avotu purvu – aizsardzībai.
Pagasta teritorijā atrodas arī dabas piemineklis “Staiceles dzelzsavoti”. Dabas pieminekli veido divi vāji kāpjoši avoti Salacas upes kreisajā krastā. Avotu strautu gultnes ir daļēji aizpildītas ar dzelzs (Fe) savienojumu izgulsnējumiem. Faktiski avota izplūde nav koncentrēta vienā vietā, bet ir vairākas, apmēram 5x8 m plašā laukumā izkliedētas, atsevišķas izplūdes vietas
Netālu no Karogu karjera, apmēram pēc 300 m Karogupītes kreisā krasta nogāzes visdusdaļā, atrodas Dzelzāmura svētkakmens. Otrs svētkmens atrodas Salacas labajā krastā, tā sauktajā Ozoliņu lejā, apmēram 200 m uz rietumiem no Ozoliņu mājām, 1 km lejpus Staiceles skolas.
Teritorijā ir divi dižkoki: Ķirķu ozols (4,5m) un Līkā jeb Lielā priede (2,2 m), kas ir apmēram 300 gadus veca.
Staiceles pagastā ir smilts, grants, kūdras, krāsu zemes (okera), sladūdens kaļķiežu un dzelzs kvarcīta iegulas. Iegūta tiek smilts Karogu ieves vietā. Kristāliskajā pamatklintājā, apmēram 700 m dziļumā, ir dzelzsrūdas iegula (dzelzs saturs 28–32 %). Prognozētie krājumi līdz 1200 m dziļumam – 2,9 miljardi tonnu. Neiegūst, jo ir pārāk dziļi, un līdz ar to ieguve dārga. Netālu no Staiceles atrodas Rēciema okera atradne – vienīgā izmantotā atradne Latvijā. 20. gs. 60.–70. gados Staicelē (Rēciemos) darbojās kolhoza “Staicele” minerālkrāsvielu (okera) cehs.
Pagastā atrodas lieli meža masīvi. Sastopami galvenokārt gāršas un vēra tipa egļu un platlapju meži ar bērza un apses piejaukumu, kā arī priežu meži.