石柱县地处渝东褶皱地带，属巫山大娄山中山区。境内地势东高西低，呈起伏下降。县境为多级夷平面与侵蚀沟谷组合的山区地貌，群山连绵，重峦叠嶂，峰坝交错，沟壑纵横。地表形态以中、低山为主，兼有山原、丘陵。西北方斗山背斜、东南老厂坪背斜，顺北东、南西近似平行纵贯全境，形成“两山夹一槽”的主要地貌特征。

按海拔高度分为中山、低山、丘陵3个地貌大区：海拔1000米以上为中山区，面积为1940.4平方公里，约占石柱县幅员的64.4%；海拔在500米~1000米的为低山区，面积有885.1平方公里，约占石柱县幅员的29.4%；海拔在500米以下的为丘陵区，面积为187平方公里，约占石柱县幅员的6.2%。海拔相对高差1815.1米，最高点为黄水镇大风堡（1934.1米），最低点为西沱镇陶家坝（119米）。

按类型分为黄水山原区、方斗山背斜中山区、老厂坪背斜中山区、石柱向斜低山区、西沱向斜丘陵区5个地貌单元；单个地貌主要有山、岭、洞、坪、槽、沟散布石柱县境内。石柱县已查明的野生植物共2216种，其中国家保护植物有荷叶铁线蕨、水杉、红豆杉、珙桐等40种；有马尾松、柏木、红色薄皮马尾松、珙桐、白桦等树种715种，树龄在500年以上的一级保护古树128株；毛竹、冷竹、斑竹等竹类24种；中药材1700余种，其中常用中药材206种。

有野生动物470种，其中鱼类124种，属国家保护动物有小鸨、白鹗、水獭、中华鲟、岩原鲤等52种。石柱县是以古代巴人为主体，与其他民族融合而成的土家族栖息地之一。

至2013年末，石柱县户籍总户数19.58万户，总人口547871人。总人口中，男性282932人，女性264939人。年末常住人口39.91万人，其中城镇人口14.76万人。石柱县共有民族29个，为汉族、土家族、苗族、维吾尔族、蒙古族、独龙族、侗族、哈尼族、瑶族、朝鲜族、满族、回族、布依族、藏族、壮族、彝族、黎族、傣族、鄂温克族、畲族、珞巴族、佤族、白族、水族、土族、塔吉克族、门巴族、基诺族、撒拉族。

2000年第五次全国人口普查，石柱县共有29个民族，除汉族外，28个少数民族情况为：土家族348790人（男181757人、女167033人），占总人口的71.93%；其他少数民族占总人口的0.3%，为苗族961人、维吾尔族96人、蒙古族67人、独龙族44人、侗族33人、哈尼族31人、瑶族29人、朝鲜族26人、满族25人、回族23人、布依族16人、藏族12人、壮族12人、彝族8人、黎族8人、傣族7人、鄂温克族6人、畲族4人、佤族3人、珞巴族3人、白族2人、水族2人、土族2人、塔吉克族2人、门巴族1人、基诺族1人、撒拉族1人，未识别民族4人，共计1429人。

2008年，石柱土家族自治县辖12个镇、20个乡：南宾镇、西沱镇、下路镇、悦崃镇、临溪镇、黄水镇、马武镇、沙子镇、王场镇、沿溪镇、龙沙镇、渔池镇、大歇乡、三河乡、万朝乡、黎场乡、三星乡、六塘乡、桥头乡、三益乡、王家乡、河嘴乡、石家乡、冷水乡、枫木乡、中益乡、洗新乡、黄鹤乡、龙潭乡、新乐乡、金铃乡、金竹乡。 2009年，三河乡、大歇乡、桥头乡、冷水乡、万朝乡实施乡改镇，即全县辖区内辖17个镇、15个乡，共32个乡镇。县人民政府驻南宾镇。 2009年，撤销三河乡、桥头乡、万朝乡、大歇乡、冷水乡，设立三河镇、桥头镇、万朝镇、大歇镇、冷水镇。撤乡设镇后，三河镇、桥头镇、万朝镇、大歇镇分别辖原三河乡、桥头乡、万朝乡、大歇乡行政区域，镇政府驻地不变。冷水镇辖原冷水乡行政区域，镇政府驻梨子坪。