A Hron folyó átfolyik a Žiar-medencén, és egyúttal Žiar nad Hronom városán keresztül. A Hron középpályájának hossza körülbelül 60 km. A jobb oldali legfontosabb mellékfolyó a Lutilský patak, amely a város közelében, a Šibeniční vrch előtt a Hronba folyik. A patak hossza 19 km.
A Žiar-medence, amelyben Žiar nad Hronom fekszik, valamint a környező falvak területe körülbelül 109 km2. Viszonylag magas hegyek kiemelkedései veszik körül: Vtáčnik (1346 m tengerszint feletti magasságban), Kremnické vrchy (Suchá Hora 1232 m tengerszint feletti magasságban) és Štiavnické vrchy (Sitno 1010 m tengerszint feletti magasságban). A város magassága a Hron bal partján lévő vasútállomáson 243,73 m tengerszint feletti magasságban van
A Žiar-medence területe a Nyugat-Kárpát vulkáni ívéhez tartozik. Közép-szlovák neogén vulkáni képződményekben fekszik. Ez egy tektonikus mélyedés a környező hegyek között. Töltete erős tufit-, agyag- és konglomerátumrétegekből áll, vékony szénbetétekkel. A környező dombok és hegyek riolitokból, andezitekből és bazaltokból épülnek. A Hrona hullámtér kavicsból, homokból, agyagból és lejtős törmelékből áll.
A Žiarska kotlina meleg, kissé nedves területen fekszik, enyhe téllel. Az átlagos éves csapadékmennyiség hozzávetőlegesen 700 mm, párolgás 450 - 500 mm. Az átlagos éves hőmérséklet 8 - 9 C °. A környező erdők többnyire bükkösök, vegyes lucfenyővel vagy fenyővel, egyes helységekben van téli tölgy vagy juhar is.
A Žiarska kotlinának nincs különösebb állata, de Közép-Szlovákiában szinte minden állat- és madárfaj létezik. Különös figyelmet érdemel tenyésztés és horgászat a Hron folyó holtágában. A Hron folyó szabályozásának befejezése után a Halászszövetség 1960-ban tót hozott létre a holt karban. A tenyésztett fő halak a ponty, a csuka és a fogas. Pézsmapatkány, vidra, vadkacsa és vadcsirke is él itt. A Lutilský patakból a Hron alatti tóba folyik a víz.