Територията на общината обхваща части от Тунджанската хълмиста земя, южните хълмисти повърхнини на Бакаджиците, северните Странджански ридове и източните разклонения на Дервентските възвишения.
По данни на Информационната система за защитени зони от екологична мрежа Натура 2000, на територията на община Болярово се намират следните защитени зони (ЗЗ):
- ЗЗ „Дервентски възвишения" - BG0002026
o Тип на ЗЗ: Защитена зона по директивата за птиците
o Видове: царски орел, малък воден бик, белоопашат мишелов, чучулига и др.
- ЗЗ „Дервентски възвишения 1" - BG0000218
o Тип на ЗЗ: Защитена зона по директивата за местообитанията
o Защита на полуестествени сухи тревни и храстови съобщества върху варовик (Festuco-Brometalia), източни гори от космат дъб, неблагоустроени пещери и др.
- ЗЗ „Дервентски възвишения 2" - BG0000219
o Защита на местообитанията на алувиални гори от елша и ясен, на сухи тревни и храстови съобщества, на дъбово-габърови гори и др.
- ЗЗ „Западна Странджа" - BG0002066
o Тип на ЗЗ: Защитена зона по директивата за птиците
o Видове: щъркели, розов пеликан, вечерна ветрушка, пчелояд, керкенез, малък креслив орел, орел-змияр
- ЗЗ „Средецка река" - BG0000198
o Тип на ЗЗ: Защитена зона по директивата за местообитанията
o Защита на източни гори от космат дъб и балканско-панонски благуново-церови гори
- ЗЗ „Язовир Малко Шарково" - BG0002027
o Видове: царски орел, белоопашат мишелов, голяма бяла чапла, нощна чапла, поен лебед и др.
Сред по-важните представители на животинския свят, които обитават постоянно или временно изследваната територия, са: от бозайниците - елен лопатар, сърна, дива свиня, заек, катерица, лалугер; от хищниците - вълк, чакал, лисица, дива котка, белка, златка, черен пор; от птиците - царски орел, колхидски фазан, яребица, кеклик, пъдпъдък, горски бекак, гривяк, гургулица. С най-голямо разпространение от защитените видове птици са кукумявката и горската улулица. Районът е обитаван от различни представители от пойни, кълвачови, дългокраки, повечето от които са защитени видове и нямат ловностопанско значение.
На юг от с. Мамарчево са запазени гори от цер (Quercus cerris), космат дъб (Quercus pubescens) и виргилиев дъб (Quercus virgiliana). Най-източната част на Дервентските възвишения е покрита със смесени гори от цер и благун (Quercus frainetto), които към държавната граница с Република Турция преминават във вторични съобщества с участието на келяв габър (Carpinus orientalis). За запад граничното било е заето от смесените гори на източния горун (Quercus polycarpa) и благуна. В тревния етаж участват евксински видове, сред които златистото секирче и битинския синчец. Наличните лечебни растения също се отличават с разнообразие от видове.
Общината се отводнява от притоците на р. Тунджа - Поповска и Араплийска река, и частично от черноморския приток Средецка река. Централните части са заети от обработваеми земи, а върху южните и северни хълмисти територии има нарастване на естествените широколистни гори и пасища.
Климатичните особености на територията на община Болярово създават отлични условия за производството на електроенергия от фотоволтаични системи, както и на топлоенергия от термопанели. В района съществува потенциал за използването на слънчевата енергия в качеството ѝ на възобновим източник на енергия. Възможност съществува и по отношение на добива на различни култури, като рапица, соя, слънчоглед и други за производство на биогорива.
През землището на Болярово минават и четири реки, като най-голяма е река Поповска. Тя е приток на река Тунджа и опасва Болярово от три страни на юг, запад и север. На нея е изграден язовир - Малко Шарково. Друга по-голяма река, приток на река Поповска е река Кошудере.
Всички реки са наситени с риба. Има добри условия за развъждане на калабалъка (кабаколак), алая, черна мряна, кротушки, попадии и змиорки. Напоследък чрез зарибяване на язовир Малко Шарково се среща риба от рода на шарана, бяла риба, стрижок и други.