Este departamento está formado por extensas planicies, gran parte de las cuales carecen de cultivos, solamente por falta de aguas de riego. Sin embargo, en siglos pasados, el Bosque de Algarrobos de Olmos mantuvo rebaños de cabras que se alimentaban del fruto de este árbol, dando lugar a la industria de cueros, cordobanes, jabones y piel de cabritilla. La tala de árboles no solamente ha convertido en despoblados extensas zonas de este rico departamento, sino que ha contribuido a aumentar más la sequedad del ambiente y quitar defensas al suelo para evitar la erosión del viento o de las crecidas de los ríos, como la que causó la destrucción del Pueblo de Zaña.

El sistema hidrográfico de Lambayeque está constituído por los ríos Zaña, Lambayeque y Jayanca. La mayor parte de ellos se forman en las serranías de Cajamarca, con excepción de los de Motupe y Olmos.