Il territorio è caratterizzato da declivi più o meno accentuati, alternati da vallate. Morfologicamente si presenta omogeneo: a nord-est si estende il bacino del fiume Temo, nel quale confluiscono numerosi ruscelli tutti a carattere torrentizio, che dopo aver percorso buona parte della zona, va a sfociare nel mare di Bosa. Nel versante destro della sua vallata è formato da conformi colate trachi-andesiche con i rispettivi tufi ,dal quale deriva un altopiano allungato in senso nord-est ,che si sviluppa da Villanova Monteleone sino a Bosa, esponendo al mare le compate bancate trachitiche dalle quali vengono giù ripidi e brevi corsi di acqua, che in località “S’Istrampu de su Segnore” formano una cascata di tutto rispetto.

Il mare rappresenta uno dei confini del comune di Villanova Monteleone.Si estende  per una lunghezza di 14 km, con coste alte, circa 500 metri sul livello del mare, e  molto frastagliate che vanno da “Poglina”(Poddine) ,unica spiaggia del paese, a “Sa Murena”.                

Il rilievo più significativo è di 718 metri e si trova in località “Pedra Ettori”(Pietra della vittoria),a memoria di una vittoriosa battaglia degli abitanti del luogo contro i  predatori mussulmani; la zona è anche conosciuta con il nome di “Pigada  de sos Turcos”(Salita dei Turchi).Altri colli importanti sono: Monte Fettone 707 metri, Monte Fulcadu, Monte Cuccu, Monte Ruju e il Monte Santa Maria 697 metri. 

Una menzione speciale spetta  al monte Minerva 644 metri per la sua importanza storica e per la sua bellezza; esso è infatti un imponente bastione con sommità piatta e orizzontale dalle pareti di trachite alte e a precipizio, intercalate da formazioni tufacee più tenere; completamente isolato su un vasto altopiano che si protende sulla parte orientale.

Clima

Nel territorio di Villanova Monteleone il clima è influenzato fortemente dalla posizione geografica e dalla conformazione orografica. 

I promontori costieri di Villanova costituiscono un forte elemento di separazione tra il versante interno e quello marino. Nella fascia costiera il clima è di tipo semiarido con estati calde e forte deficit idrico estivo, con elevate temperature massime (36-40°); il periodo freddo è raramente superiore ai due mesi. 

Nel versante interno il clima è semicontinentale, con inverno umido ad alto surplus idrico. Il periodo freddo è superiore ai 4 mesi e le temperature tendono ad elevarsi dal mese di Marzo. La temperatura media minima del mese più freddo è inferiore a 3° con piccole nevicate e gelate, mentre la temperatura media del mese più caldo è intorno ai 24.

 Nella zona quasi tutto l’anno prevalgono i venti da nord-ovest, soprattutto il maestrale, che abbassano notevolmente la temperatura, mentre nel periodo estivo soffiano i venti da sud-est, scirocco , anche se  si afferma un regime di brezza. 

Le precipitazioni sono concentrate nel tardo autunno e nell’inverno, i mesi primaverili risentono di un modesto regime pluviale, mentre nei mesi estivi le piogge sono insignificanti.

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