【地势】　海口市略呈长心形，地势平缓。海南岛最长的河流——南渡江从海口市中部穿过，南渡江东部自南向北略有倾斜，南渡江西部自北向南倾斜；西北部和东南部较高，中部南渡江沿岸低平，北部多为沿海小平原。全市除石山镇境内的马鞍岭（海拔222.2米）、旧州镇境内的旧州岭（199.9米）、甲子镇境内的日晒岭（171米）、永兴镇境内的雷虎岭（168.3米）等38个山丘较高外，绝大部分为海拔100米以下的台地和平原。马鞍岭为全市最高点。地表主要为第四纪基性火山岩和第四系松散沉积物大面积分布，滨海以滨海台阶式地貌为主，西部以典型的火山地貌为主。全市地貌基本分为北部滨海平原区，中部沿江阶地区，东部、南部台地区，西部熔岩台地区。

    【气候】　海口市地处低纬度热带北缘，属于热带海洋气候，春季温暖少雨多旱，夏季高温多雨，秋季多台风暴雨，冬季冷气流侵袭时有阵寒。全年日照时间长，辐射能量大，年平均日照时数2000小时以上，太阳辐射量可达到11到12万卡；年平均气温23.8℃，最高平均气温28℃左右，最低平均气温18℃左右，年平均降水量1664毫米，平均日降雨量在0.1毫米以上雨日150天以上；年平均蒸发量1834毫米，平均相对湿度85％。常年以东北风和东风为主，年平均风速3.4米／秒。

    【土地】　海口市现有陆地面积2304.84平方公里。其中，农业用地1756平方公里，建设用地363平方公里，未利用土地153平方公里。农业用地中，耕地面积7.9万公顷，林地3.4万公顷；可开发利用的滩涂面积0.2万公顷、山塘水库0.42万公顷。主要土壤类型有玄武岩砖红壤、火山灰幼龄砖红壤、沙页岩砖红壤、带状潮沙泥、滨海沙土。土壤类型有8个土类，12个亚类，43个土属，110个土种。

    【水系】　海南岛最长的河流南渡江穿过市区东部而入海。南渡江主流在市区长75公里，流域面积1300平方公里，年径流量60.99亿立方米。南渡江流经市区的支流水系有鸭程溪、昌旺溪、三十六曲溪、铁炉溪。境内还有演州河、演丰河、白石溪、罗雅河、美舍河、五源河、芙蓉河等小河流。有凤谭、铁炉、东湖、风圮、云龙、丁荣、岭北、玉凤、沙坡等水库，总库容量15000多万立方米。海口市地处南渡江下游河口河网地带和休眠火山口地带，地下水资源丰富，潜水、承压水分布广泛。潜水含水层以南渡江三角洲潜水和玄武岩空隙裂隙潜水为主，分布范围分别近800、400平方公里，水位单位涌水量分别可达14.6、30升/秒。地下承压水处于雷琼盆地，含水总厚度达200——350米，老海口、秀英两段可采量共27万立方米/昼夜。地下热矿泉水处于琼北自流水盆地东北部新生代厚层，分布面积约200平方公里。

    【植物】　海口市植被以灌木草丛为主，天然植被主要为南方热带地区常见的野生灌木草丛植物种群。主要植被包括分布于东北部沿海一带的滨海红树林群落，主要有红树、海蓬、木榄、红海榄等；分布于东南部的稀树灌木群落，主要有沙萝树、榕树、海棠、荔枝等；分布于东部和西南部的稀树草原群落，主要有草根草、竹根草、桔子草、竹节草，伴生蜈蚣草、鸭角草等；分布于西部羊山地区的杂木林群落，主要有重阳木、苦楝、山苦楝、五叶牡荆等，以及分布于北部沿海的热带滨海沙生群落、热带滨海草滩群落。主城区以人工植被为主。人工植被由热带区系植物的各种栽培种组成，如桉树、木麻黄、樟树、相思、棕榈、橡胶、油棕、竹子和花卉等经济林和园林树种，以及龙眼、荔枝、椰子、杨桃、香蕉等热带亚热带果树树种。农作物有水稻、玉米、花生、高粱、薯芋类、甘蔗和各种蔬菜等。海生植物主要有江篱、拟石花藻等海藻类。海口市植物四季常绿，种类繁多。主要的植物种类中，粮油类有水稻、玉米、薯芋、豆类等；瓜菜类有各种瓜类、青菜类、茄类、椒类和葱蒜等；水果类有荔枝、龙眼、菠萝、柑桔等；经济作物类有橡胶、椰子、咖啡、甘蔗等；棉麻类有海岛棉、木棉、红麻、剑麻等；竹类有麻竹、黄竹、石竹、金竹等；草灌木类有席草、白茅、竹节草、野牡丹等；花草类有茉莉、菊花、杜鹃、大丽等；中草药类有土花椒、黄牛茶、穿破石、了哥王等。主城区椰子树繁茂，素有“椰城”的美称。