Położenie i rzeźba terenu
Większa część gminy położona jest w obrębie mezoregionu Równiny Radomskiej, mniejszy obszarowo północny fragment należy do Równiny Kozienickiej. Rzeźba terenu obu krain jest mało urozmaicona. Znajdują się tu równiny - zdenudowane wysoczyzny polodowcowe z dość licznymi wydmami podłużnymi i parabolicznymi
o wysokości od kilku do kilkunastu metrów. Płaskodenne doliny rzek stanowią kilkumetrowe wcięcia na obszarze równinnych wysoczyzn. Wśród nich najniżej położone są doliny rzek Zagożdżonki i Leniwej (122-125 m. n.p.m.). punkty najwyższe terenu - około 177 m. n.p.m., znajdują się w rejonie Helenowa (południe gminy).
Wody podziemne
Na terenie gminy Pionki występowanie wód podziemnych związane jest z piaszczysto-żwirowymi utworami czwartorzędu i trzeciorzędu oraz szczelinowymi utworami kredy górnej.
Otworami badawczymi rozpoznano również występowanie wód podziemnych
w utworach piaszczystych dolnej kredy, wapieniach jury i piaskowcach dewonu. Jednak z uwagi na jakość i znaczną głębokość występowania warstw wodonośnych, wody te nie są eksploatowane.
Teren gminy Pionki jest obszarem zasobnym w wodę podziemną, którą ludność wykorzystuje do picia i na potrzeby gospodarcze. Jednakże z uwagi na to, że częściowo poziomy te nie są izolowane warstwą utworów nieprzepuszczalnych od powierzchni terenu, istnieje zagrożenie zanieczyszczenia antopogenicznego tych wód. Istotnym ogniskiem zanieczyszczeń, które może prowadzić do degradacji wód podziemnych są składowiska odpadów komunalnych i przemysłowych, zakłady przemysłowe, oczyszczalnie ścieków.
Wody górnokredowego poziomu wodonośnego związane są ze spękanymi utworami marglistymi lub rzadziej marglisto-wapiennymi. Ujmowane są one powszechnie na terenie gminy Pionki. Zwierciadło wody występuje najczęściej na głębokości
15-50 m, miejscami 50-100 m i występuje pod ciśnieniem hydrostatycznym. Lokalnie występuje samowypływ. Potencjalne wydajności studni wierconych najczęściej wynoszą 30-70 m3/h i 70-120 m3/h.
Poziom górnokredowy zasilany jest przez infiltrację opadów atmosferycznych na obszarze wschodnim poza terenem gminy oraz lokalnie przez wody trzeciorzędowe. Między wodami górnej kredy i czwartorzędu brak jest bezpośredniego kontaktu hydraulicznego.
Jakość wód górnokredowych nie budzi zastrzeżeń poza niekiedy podwyższoną zawartością związków żelaza do 2,6 mg/1. Sucha pozostałość nie przekracza w nich 487 mg/1, są miękkie lub średnio twarde o twardości węglanowej, charakteryzują się lekkim zabarwieniem i mętnością wywołaną wytrącaniem się związków żelaza.
Wody podziemne w utworach kredowych w obrębie gminy Pionki należą do Głównego Zbiornika Wód Podziemnych nr 405 - Niecka Radomska, który rozciąga się na południe od rzeki Radomki.
Trzeciorzędowy poziom wodonośny jest słabo rozpoznany. Występuje on w sposób nieciągły w zachodniej i północno-wschodniej części gminy. Związany jest
z drobnoziarnistymi i pylastymi piaskami miocenu i oligocenu a miejscami z wkładkami piaskowców. Na większości obszaru występowania utworów wodonośnych wodę spotyka się na głębokości poniżej 30 m. ppt. Ogólnym kierunkiem spływu wód jest północny-wschód i północny-zachód.
Ponieważ trzeciorzędna warstwa wodonośna jest wykształcona niekorzystnie, do niedawna nie była eksploatowana.
Wody czwartorzędowego poziomu wodonośnego związane są z porowymi osadami piaszczysto-żwirowymi. Wśród nich spotyka się kilka warstw wodonośnych, oddzielonych od siebie nieprzepuszczalnymi pokładami glin, mułków czy iłów.
Najmniej przydatne są wody nadglinowe lub zawieszone, nieizolowane od powierzchni utworami słabo przepuszczalnymi. Korzystają z nich powszechnie studnie kopane.
Większe znaczenie gospodarcze mają wody śród- i podglinowe, ujmowane przez studnie wiercone.
Wody poziomu czwartorzędowego zasilane są przez opady atmosferyczne. Wykazują łączność hydrauliczną z wodami trzeciorzędowymi, natomiast nie mają bezpośredniego kontaktu z wodami mezozoicznymi.
Czwartorzędowa warstwa wodonośna zalega najczęściej płytko. Wody czwartorzędowe mają charakter swobodny, subartezyjski i sporadycznie artezyjski. Ze studni wierconych uzyskuje się wydajność 10-120 m3/h. Niekiedy mają przekroczoną zawartość związków żelaza.
Wody powierzchniowe
Głównymi rzekami gminy Pionki jest Zagożdżonka - lewobrzeżny dopływ Wisły (długość w granicy gminy ok. 18 km) oraz Leniwa - prawobrzeżny dopływ Radomki (długość w gminie ok. 13 km). Pozostałe rzeki to: Brzeźniczka i Mireńka (dopływy Zagożdżonki) oraz Ostrowica i Narutówka (dopływy Leniwej).
W dolinie Leniwej silnie rozwinięta jest sieć drobnych bezimiennych cieków zasilających tę rzekę.
Wiele bezimiennych drobnych cieków i rowów występuje także na całym obszarze gminy.
Spośród wód powierzchniowych badaniami objęta jest rzeka Zagożdżonka i Leniwa. Badania w roku 2000 wykazywały na wysokości miasta Pionki - III klasę czystości, natomiast powyżej miasta klasę non. Powodem tego jest ponadnormatywna zawartość fosforu, fosforanów i związków azotowych.
Retencja wód
Na terenie gminy Pionki brak jest większych zbiorników zaporowych, istnieją natomiast liczne stawy i niewielkie oczka wodne pochodzenia naturalnego i sztucznego. Zbiorniki wód powierzchniowych związane są głównie z dolinami rzecznymi,
w których zostały utworzone sztucznie. Należą do nich stawy w rejonie Jedlni, w dolinie Leniwej oraz niewielkie zbiorniki w rejonie Januszna. Sztucznymi zbiornikami są także oczka wodne na terenie rezerwatu Ługi Helenowskie w południowej części gminy. Powstały one obok oczek pochodzenia naturalnego na skutek wyeksploatowania w latach 40-tych wyrobisk torfu, należących do złoża Miodne-Męciszów. Pozostałe zbiorniki w tym rejonie mają charakter naturalny i są związane z występowaniem mokradeł torfowiskowych. Należy do nich Staw Jagodny o powierzchni 20 hektarów.
Surowce mineralne
W obrębie gminy znajdują się cztery złoża kruszywa naturalnego: Tadeuszów, Kieszek, Jaroszowa Góra i Płachty. Złoże Tadeuszów posiada zasoby rozpoznane szczegółowo (w kat. A+B+C1) w ilości 17 tys. ton. Złoże Kieszek jest zarejestrowane a złoże Jaroszowa Góra posiada projekt badań geologicznych na udokumentowanie zasobów w kategorii C2. Kruszywo ze złoża Jaroszowa Góra, ze względu na wysoką jakość mogłoby być przydatne do produkcji betonów, zapraw i innych celów budowlanych. Ze względu jednak na położenie na terenach Kozienickiego Parku Krajobrazowego nie może być eksploatowane. Podobny problem dotyczy złoża w Kieszku, położonego częściowo na terenie KPK. Złoże Tadeuszów w Jedlni przeznaczone jest do eksploatacji piasków wydmowych nadających się do produkcji betonów i zapraw budowlanych. Złoże Płachty posiada zasoby rozpoznane szczegółowo (w kat. A+B+C1) w ilości 130 tys. ton.
Rejony wszystkich tych złóż eksploatowane są przez miejscową ludność w sposób nielegalny. Takie miejsca "dzikiej" eksploatacji znajdują się w miejscowościach: Stoki, Augustów, Kieszek, Krasna Dąbrowa, Jedlnia, Kościuszków, Tadeuszów, Płachty, Zalesię, Mireń, Czarna, Walerów, Bieliny, Lipiny, Sucha Poduchowna, Sucha, Kamyk, Stoki, Zadobrze.
Miejsca nielegalnego pozyskiwania surowców stanowią zagrożenie dla środowiska, gdyż w wyniku takiej eksploatacji następuje degradacja powierzchni ziemi. Samo w sobie wydobycie na tak niewielką skalę, ma niewielki negatywny wpływ na środowisko. Problem gwałtownie narasta, gdy w niezabezpieczonych wyrobiskach gromadzone są nielegalne odpady.
W obrębie gminy Pionki dość licznie występują torfy (trzcinowce, turzycowe, drzewne i mszyste). Są to torfowiska niskie o niewielkiej miąższości. Występowanie torfowisk łączy się z podmokłościami w dnach dolin rzecznych. Tworzą je torfy trzcinowe, turzycowe, drzewne i mszyste. W obrębie gminy zidentyfikowano szereg obszarów występowania torfów, które udokumentowano jako złoża. Są to torfowiska niskie o niewielkiej miąższości. Jako kolizyjną lokalizację złoża do eksploatacji zakwalifikowano usytuowanie na terenie KPK i jego otuliny oraz rezerwatu Ługi Helenowskie - usytuowanego na południu gminy, o powierzchni 53 ha (na obszarze gminy). Brak kolizyjności występuje na obszarze występowania złóż Miodna - Męciszów, obszary usytuowane poza rezerwatem Ługi Helenowskie i Pionki - Drużanka (południowo-zachodnie rejony gminy).