El territorio del departamento de Lambayeque está constituido por amplias planicies regadas por ríos de la Cordillera de los Andes; en la mayor parte de la zona árida, se necesita riego para sustentar cualquier cultivo. Los fértiles valles fluviales producen la mitad de la cosecha de caña de azúcar del Perú. Además, Lambayeque y el departamento de Piura aportan la mayor parte de los cultivos de arroz que se consumen en el Perú.
Se espera una mayor cosecha agrícola con la finalización del Proyecto Olmos Transandino. El proyecto de abastecimiento de agua transferirá hasta 2 mil millones de metros cubicos anuales de agua del río Huancabamba en el departamento de Cajamarca al este de Lambayeque.
En la agricultura a pequeña escala de siglos anteriores, el Bosque de Algarrobos de Olmos albergaba rebaños de cabras que se alimentaban de algarrobos. Las finas pieles de cabra fueron curtidas para crear el cuero fino y pálido conocido como «cordobán» o «cordovan», de la ciudad española de Córdoba, donde se desarrolló el proceso. La grasa de cabra se usaba para hacer jabón.
Hay dos pequeñas islas frente a la costa del Pacífico del departamento de Lambayeque: Lobos de Afuera y Lobos de Tierra; hubo una disputa con el departamento de Piura por la propiedad de esta última isla.
Relieve
Aproximadamente las 9 décimas partes del departamento corresponden a la región costa y yunga y la décima a la Sierra (Cañaris e Incahuasi).
La Costa o Chala, comprenden entre los cero metros hasta los 500 m.s.n.m.; está constituida por extensas planicies aluviales, unas surcadas por ríos y otras cubiertas de arena, estas planicies son mucho más extensas que la de los departamentos del Sur, se ven interrumpidas por cerros rocosos sin vegetación que pueden elevarse desde los 200 a los 1000 m.s.n.m.
Las serranías del departamento se encuentran en los contrafuertes de la cordillera occidental y llegan a los 3000 y 3500 m.s.n.m.
Hidrografía
La aguas de los ríos, cubre más del 95 % del agua utilizada en la agricultura, industria y uso doméstico. El agua subterránea es abundante pero poco empleada por el alto costo en la perforación de pozos tubulares y la falta de planificación de los cultivos.
Los principales ríos del departamento de Lambayeque son:
Oceanografía
El mar de Grau o Pacífico peruano frente a las costas del departamento de Lambayeque tiene sus aguas templadas con temperatura medias de 19 °C. a 20 °C, debido a afloraciones de aguas que se producen frente al litoral y son transportadas por la Corriente de Humboldt. El Mar de Grau o Pacífico peruano, es muy rico en especies. La biomasa está constituida por peces pequeños, como la anchoveta y por peces medianos o grandes como las conchas de abanico, choros, caracoles, etc. También existen en pequeñas islas (Lobos de Tierra y Lobos de Afuera) y algunas puntas del litoral, aves guaneras en gran variedad.
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