Особо следует отметить, что правые (западные) берега как Северского Донца, так и его притоков, практически везде в полосе наступления 3-й танковой армии господствуют над левыми (восточными), способствуя организации противником устойчивой обороны по этим водным рубежам.
Дорожная сеть в полосе действий армии Рыбалко состояла из грунтовых проселочных дорог и не способствовала ведению широкомасштабного наступления и снабжения войск.
Ключевое значение имели рокада Волоконовка — Валуйки — Купянск, а также единственная неплохая грунтовая дорога, совпадающая с направлением наступления: Купянск — Чугуев — Харьков. В ходе операции удалось восстановить движение поездов по железнодорожной линии Валуйки — Купянск.
В рассматриваемом районе имелось большое количество населенных пунктов, многие из которых, располагаясь вдоль дорог, соединялись друг с другом, растянувшись на несколько километров, что облегчало противнику их удержание. Некоторые поселки и райцентры имели каменные здания, что резко повышало их фортификационную ценность. Особую трудность представлял штурм столь крупного города, как Харьков, который мог быть заранее подготовлен к обороне.
Метеорологические условия при подготовке и проведении операции характеризовались сильными морозами (до 25 градусов) в конце января — начале февраля с последующим повышением температуры вплоть до оттепели и таяния снега во второй декаде февраля.
Глубина снежного покрова местами достигала одного метра, однако после расчистки дороги были проходимы для всех видов транспорта. Продолжительность дня составляла около 8 часов, что ограничивало действия авиации. Но длинные ночи способствовали обеспечению скрытности передвижения и сосредоточения войск.
В целом местность и природные условия в полосе наступления 3-й танковой армии благоприятствовали противнику в организации обороны и сковывали действия танковых и механизированных войск.
Основу замысла операции «Звезда» составлял решительный маневр подвижных соединений фронта по сходящимся направлениям с глубоким охватом группировки противника в районе Харькова и замыканием кольца окружения западнее города. Эта задача непосредственно возлагалась на войска левого крыла фронта, в первую очередь 3-ю танковую армию. 25 января
1943 года штаб армии получил с офицером связи задачу на предстоящую операцию:
«…
Столь высоких темпов продвижения штаб фронта планировал достичь за счет броска вперед подвижного ядра танковой армии — 12-го и 15-го танковых корпусов. Их темп продвижения должен был быть исключительно высоким — до 50 км в день. Так, 200 км от исходного рубежа до Мерефы корпуса должны были пройти за 4 дня. Стрелковые дивизии должны были подойти к Харькову на 8–9 день операции. Наступление предполагалось начать 27 января, параллельно с проводимой армиями правого крыла фронта Воронежско-Касторненской операцией.
Однако командующий армией, учитывая реальное состояние и возможности вверенных ему войск, а также предвидя попытки противника организовать прочную оборону на рубеже р. Северский Донец, принял иное решение — построить наступление армии в два эшелона с выделением резервов:
«