Речная сеть развита слабо. Лишь по границе с Усть-Таркским районом есть 120-километровый участок нижнего течения р. Оми. Течение здесь спокойное, ширина реки всего 120 - 150 м, но во время паводков она разливается до 400 -600 м, глубина возрастает с 0,5 -0,6 м в межень до 3 - 4 м. Это уже не тихая река, а своенравная лесная красавица. Судя по чередованиям сужений ее долины с расширениями, в прежние времена доходящими до 10 км, Омь была значительно полноводнее. Других рек в районе нет.
Озера расположены преимущественно в северной части района. Наиболее крупные из них: Горькое, Кабанье, Теренкуль, Новотроицкое, Тайлаково, Кучум, Байдан. Имеется много небольших безымянных озер. На юге находится оз. Соленое, принадлежащее Чано-Барабинской озерной области. Берега озер пологие, заросшие камышом, осоками.
Грунтовые воды в современных и четвертичных отложениях имеют ограниченное развитие и приурочены к суглинкам, супесям и глинистым пескам, слагающим террасы долины р. Оми, а также заполняющим западины зарастающих и засыхающих озер (карасукская свита). Они характеризуются изменчивой минерализацией, в основном от 0,8 до 12 г/дм3.
Полезные ископаемые. Собственным органо-минеральным сырьем район не обеспечен. Разведано пять месторождений с суммарными ресурсами торфяного сырья 0,2 млн. т. Практически все запасы торфа непромышленные. Разрабатывается одно месторождение суглинков кирпичных - Татарское-3 - с запасами 3144 тыс. куб. м.
Почвенный и растительный покров. Татарский район находится в разнотравно-луговой подзоне лесостепи. Леса представлены небольшими перелесками и березовыми колками, центр которых часто еще не зарос деревьями. Весной внутри таких колков долго держатся миниатюрные озерки, так как солоди и осолевшие почвы плохо пропускают воду. Многие виды водоплавающей и болотной дичи охотно селятся в этих местах.
В приболотных и приозерных низинах - болотно-солончаковые и солончаковые луга.
В долине р. Оми сосредоточены наиболее продуктивные пойменные луга.
Болот, по сравнению с северными и центральными районами Барабы, немного - около 7 % территории района.
Естественная лесная растительность приурочена к понижениям и западинам с серыми лесными осолоделыми почвами и опресненными грунтовыми водами. Береза - основная лесообразующая порода. Осинники занимают менее 10 % покрытой лесом площади. При выборе лесных культур предпочтение отдается сосне и лиственнице. В полепочвозащитном лесоразведении используются тополь и береза.
В засушливые годы лесные сенокосы становятся основными угодьями для заготовки кормов. Лесные урочища активно используются населением для сбора ягод, грибов, любительской охоты.
Почвы с зональной растительностью- разнотравно-луговые степи на обыкновенных и солонцеватых черноземах - распаханы. Пахотные земли занимают почти 40 % земельных угодий, а по югу района и того больше. Земледелие носит отчетливо выраженную зерновую специализацию. Ведущее место в производстве зерновых культур занимает яровая пшеница, но высеваются и овес, и озимая рожь, и ячмень. Заметное место занимают посевы кормовых: кукурузы на силос и зеленую подкормку, подсолнухов и сеяных трав.
Лесное хозяйство в районе сформировано на землях, не пригодных для сельского хозяйства. Общая площадь лесов - 106,6 тыс. га. Лесистость района составляет 15,7%. Облесенность возрастает к северу. Все леса отнесены к I группе, полепочвозащитные. В лесах гослесфонда выделено 1,3 тыс. га защитных полос вдоль железных и автомобильных дорог. Защитные полосы предохраняют полотно дорог от снежных заносов, увеличивают рекреационную, санитарно-гигиеническую и эстетическую полезность насаждений.
Солончаки и болота, не используемые в сельском хозяйстве, не пригодны и для выращивания лесов. Однако болота - важный консервант влаги - способствуют поддержанию уровня грунтовых вод. Их осушение может негативно отразиться на лесорастительных условиях и усилить недостаточность увлажнения, характерную для района.
Лесное хозяйство обеспечивает потребность в лиственной древесине и дает 0,5 % валовой продукции района.
Животный мир. В угодьях района в небольших количествах водятся лось и косуля, не имеющие промыслового значения. Обычны заяц-беляк, лисица, колонок, хорь. В ограниченном количестве встречаются тушканчик большой (занесен в Красную книгу Новосибирской области), ласка, горностай, волк, барсук.
Из водоплавающей дичи гнездятся и бывают на пролетах большинство видов речных уток, встречающихся в области: нырки, лысуха, 8 видов куликов, коростель, погоныш, выпь, а на пролете останавливается множество околоводных птиц из северных территорий.
В колках и на полях можно встретить тетерева, куропатку, реже - огаря (занесен в Красную книгу Новосибирской области), перепела и серую куропатку. В период миграций и кочевок на территории района отмечен стерх (занесен в Красную книгу, тогда как в начале XX столетия стерхи почти ежегодно встречались в окрестностях Татарска).
В конце XIXв. Был довольно обычен в южной полосе Барабы и в Кулунде стрепет (занесен в Красную книгу Новосибирской области), в начале XXв. Эти птицы были отмечены лишь кочующими осенью в районе ст. Татарской. Также на территории района встречаются редкие гнездования филина (занесен в Красную книгу Новосибирской области).
Высокая степень сельскохозяйственной освоенности территории снижает гнездовую и защитную емкость угодий, отрицательно влияет на охотничье-промысловую фауну. В этих условиях для снижения вреда от беспокоящего фактора особое значение приобретает всеобщее экологическое образование и первоочередное: соблюдение буквально всеми двухмесячника тишины (май - июнь).
В целях сохранения уникальных и типичных природных комплексов, объектов растительно-животного мира, их генетического фонда, изучения естественных процессов в биосфере и контроля за изменением его состояния на территории Татарского района постановлением Новосибирского областного Совета депутатов от 10.07.2003 г. образовано два памятника природы областного значения:
На территории памятников выявлено 85 видов птиц, 21 вид млекопитающих, 4 вида земноводных, 4 вида пресмыкающихся, 108 видов беспозвоночных, в том числе 5 видов птиц и 4 вида насекомых, занесенных в Красную книгу России и Новосибирской области.