La mayor variedad del relieve respecto a otras zonas campiñesas tiene su complemento en la naturaleza de los materiales, muy abundantes en caliza y arenisca, lo que, además de significar una mayor resistencia a la erosión, que se materializa en abundantes cerros testigo, tiene consecuencias económicas claras, pues los suelos resultantes (rendsinas, xerorrendsinas y suelos rojos o pardorrojizos mediterráneos) son menos aptos para el cereal y muy favorables al olivar y la vid.

En cuanto a los ríos de Montilla, encontramos dos complejos hidrográficos diferentes. Por el norte, los arroyos de Fuente Cuadrado y Alpechín vierten sus aguas al Carchena, que desemboca, finalmente, en el Guadajoz. Por el sur y por el este encontraremos otro conjunto, tributario en este caso del río de Cabra antes de su confluencia con el Genil; en el sur, concretamente, se localizan los arroyos Riofrío, Benavente, Martinduélamo, Campiñuela, Salado y Panchía. Por el este, el más significativo es el arroyo Salado (distinto del anterior del mismo nombre), formado por la confluencia de las aguas de tres afluentes: los arroyos de Valdelasheras, La Zarza y Rodas.

La caudalosidad de esta red de drenaje es siempre bastante escasa, dadas las características climáticas de la zona y la gran permeabilidad de los materiales del territorio. Se trata de un clima mediterráneo con cierta tendencia a la continentalidad, dado el alejamiento respecto a las influencias marinas procedentes del Golfo de Cádiz. El resultado son unos inviernos templado-fríos y unos veranos muy calurosos, en tanto que la pluviosidad se sitúa entre 600 y 800 milímetros anuales, aunque esta cifra aceptable de lluvia se suele presentar con una irregularidad interanual muy acusada que puede hacer descender las cifras, en los años secos, hasta menos de 400 milímetros.

La mayor humedad estacional corresponde al otoño, cuando precipita prácticamente el 45 % de la lluvia anual.

Los datos demográficos de que disponemos le calculan en el siglo XVI en torno a los 9.000 habitantes, que crecen hasta 12.080 a mediados del XVIII y hasta 16.000 hacia 1840. Desde aquí se inicia ya un descenso que conduce hasta 13.000 almas a finales del XIX.En nuestra centuria la recuperación demográfica se plasma en un aumento claro y permanente hasta alcanzar el máximo histórico de 24.002 habitantes en 1950. Tras el éxodo migratorio, la población desciende hasta 22.699 almas en 1990.La evolución urbana de Montilla nos muestra un punto de partida similar al de los pueblos de su entorno, pues la primitiva villa era un pueblo-fortaleza asentado sobre el correspondiente cerro testigo, en el que las construcciones civiles quedaban coronadas por dos edificios principales: el castillo y la iglesia mayor. Este carácter de pueblo-fortaleza, localizado en la actual zona del barrio de La Escuchuela, queda hoy bastante disimulado, tanto por la pérdida física del citado castillo como por la intensa expansión hacia la llanura que Montilla, en función de su gran desarrollo demográfico y económico, ha experimentado.