San Diego cuenta con una gran diversidad de fauna y flora por tener territorios en zonas planas y montañosas por las laderas de sus numerosos ríos y poseer gran territorio en la serranía del Perijá, lo que le regala al municipio diferentes pisos térmicos, y temperaturas de 10 a 34 grados centígrados promedio durante el día desde las tierras pobladas de la serranía hasta la zona plana de los playones del río Cesar.
El municipio posee con terreno en su mayoría muy fértil, apto para la agricultura y la ganadería un poco de terreno semidesértico y un sistema fluvial que le baña, afluentes en su mayoría del río Cesar, facilitando los regadíos para la agricultura y la ganadería de forma casi permanente. Entre los principales encontramos: El río Chiriaimo, Hobo o Tocaimo, El Salado, Perú, El Riecito, el río Cesar y una ramificación de acequias afluentes de estos ríos. En la cabecera municipal es común encontrar jardines llenos de flores, y entre ellas la Trinitaria, que se caracteriza por florecer en cualquier época del año, sea invierno o verano, por eso a San Diego se le conoce como “San Diego de las Flores”, además de ser un municipio muy arborizado y con ello, los habitantes aprovechan la refrescante sombra de sus árboles para reunirse con los amigos a disfrutar de un buen rato.