地质 东营市地处华北坳陷区之济阳坳陷东端，地层自老至新有太古界泰山岩群，古生界寒武系、奥陶系、石炭系和二叠系，中生界侏罗系、白垩系，新生界第三系、第四系；缺失元古界，古生界上奥陶统、志留系、泥盆系、下古炭统及中生界三叠系。凹陷和凸起自北而南主要有：埕子口凸起（东端）、车镇凹陷（东部）、义和庄凸起（东部）、沾化凹陷（东部）、陈家庄凸起、东营凹陷（东半部）、广饶凸起（部分）等。
地貌 市域内以平原地貌为主。由于历史上黄河改道和决口频繁，地表受洪水的反复冲切和淤积套叠，形成复杂微地貌。地势沿黄河走向自西南向东北倾斜。西南部最高高程为28米（大沽高程，下同），东北部最低高程１米，自然比降为1/8000～1/12000；西部最高高程为11米，东部最低高程１米，自然比降为1/7000。黄河穿境而过，背河方向近河高、远河低，背河自然比降为1/7000，河滩地高于背河地2～4米，形成“地上悬河”。全市微地貌有５种类型：古河滩高地占全市总面积的4.15％，主要分布于黄河决口扇面上游；河滩高地占全市总面积的3.58％，主要分布于黄河河道至大堤之间；微斜平地占全市总面积的54.54％，是岗、洼过渡地带；浅平洼地占全市总面积的10.68％，小清河以南主要分布于古河滩高地之间，小清河以北主要分布于微斜平地之中、缓岗之间和黄河故道低洼处；海滩地占全市总面积的27.05％，与海岸线平行呈带状分布。
气候 东营市地处中纬度，背陆面海，受欧亚大陆和太平洋的共同影响，属暖温带季风型大陆性气候。基本气候特征为冬寒夏热，四季分明。春季，干旱多风，早春冷暖无常，常有倒春寒出现，晚春回暖迅速，常发生春旱；夏季，炎热多雨，温高湿大，有时受台风侵袭；秋季，气温下降，雨水骤减，天高气爽；冬季，天气干冷，寒风频吹，雨雪稀少，多刮北风、西北风。主要气象灾害有干旱、冰雹、风暴潮、大风、大雾等。境内南北气候差异不明显。多年平均气温12.8℃，无霜期长达206天，≥10℃的积温约4300℃，可满足农作物的两年三熟。年平均降水量613.6毫米，多集中在夏季，占全年降水量的65%，降水量年际变化大，易形成旱、涝灾害。5、2022年，东营市平均气温14.2℃，较常年偏高0.6℃，为历史同期第五高；年降水量794.2毫米，较常年多36%，为历史同期第六多；年日照时数2398.7小时，较常年略偏少5%。冬季气温偏高，降水偏少，日照时数略多，其间部分时段气温波动明显，各月均有降水分布，阴雨（雪）、雾、霾天气时有出现；春季气温偏高，降水偏少，日照时数略显不足，其间冷暖转换频繁，降水时空分布不均，前期降水明显偏多，后期降水持续偏少，部分时段出现大风、扬沙天气；夏季气温略高，降水充沛，日照时数不足，其间高温热浪和分散性降水均有出现，受台风“暹芭”减弱环流和局地强对流等影响，部分时段普降大暴雨或出现短时强降水，冰雹、雨涝等现象时有发生；秋季气温略高，降水偏多，日照时数略显不足，其间气温高低起伏明显，降水量分布不均，10月初出现暴雨和连阴雨天气，受雾、霾等影响部分时段日照时数持续偏少；年末气温偏低，降水持续偏少，光照条件充足。
土壤 全市土壤分为褐土、砂姜黑土、潮土、盐土及水稻土五个类别。褐土主要分布于小清河以南区域，占全市土壤总面积的4%左右，是全市粮棉菜高产稳产区。砂姜黑土主要分布于小清河南褐土区的低洼处，占全市土壤总面积的0.6%，适种小麦、玉米、高粱等浅根作物，在农业上是较有潜力的土壤类型。潮土占全市土壤总面积的59%，是全市主要耕种土壤，经耕作改良适种小麦、玉米、棉花等作物。盐土在近海呈带状分布，占全市土壤总面积的36%，自然植被有芦苇、黄须菜、茅草、蒿子等，以开发水、牧养殖(植)为主。水稻土主要分布于利津、垦利老稻区，占土壤总面积的0.2%，经多年水耕熟化，初步具备幼年水稻土的特征。
河流 黄河自西南向东北贯穿东营市全境，在垦利区东北部注入渤海，境内河道全长138公里。黄河水径流量年际变化大，年内分配不均，含沙量大。据利津水文站1950—2001年实测资料，黄河年均径流量332.6亿立方米，最大973.1亿立方米(1964年)，最小18.8亿立方米(1997年)；最大流量为10400立方米/秒(1958年7月)，最小流量为断流干河；年均输沙量8.36亿吨，最大21亿吨(1958年)，最小0.15亿吨(1997年)。20世纪90年代以来黄河年径流量减少，经常出现断流。1999年后，黄河水利委员会在全河采取水量统一调度措施后，断流危机得以缓解，黄河东营段实现不断流。全市除黄河外共有骨干排水河道30条。以黄河为分界线，黄河以南属淮河流域，流域内水系多为东西走向，由南向北有小清河及其支流淄河、阳河、泥河子、预备河，支脉河及其支流小河子、武家大沟、广蒲河、五干排，广利河及其支流溢洪河、东营河、老广蒲河、五六干合排、六干排，永丰河及其支流三排沟，张镇河、小岛河20条河流；黄河以北属海河流域，流域内水系多为南北走向，自西向东有潮河及其支流褚官河、太平河，马新河，沾利河，草桥沟，草桥沟东干流，挑河，神仙沟及其支流新卫东河10条河流。
海域 东营市海岸线北起潮河河口，南至小清河以北一侧，全长463.51千米。海岸线至“0”米滩涂面积约1500平方千米，-20米等深线以内浅海面积约4600平方千米。沿岸海底较为平坦，浅海底质泥质粉砂占77.8％，沙质粉砂占22.2％。海水透明度为32～55厘米。海水温度、盐度受大陆气候和黄河径流的影响较大。冬季沿岸有2～3个月冰期，海水流冰范围为0～5海里，盐度在35‰左右；春季海水温度为12℃～20℃，盐度多为22‰～31‰；夏季海水温度为24℃～28℃，盐度为21‰～30‰；东营海域为半封闭型，大部岸段的潮汐属不规则半日潮，每日2次，每日出现的高低潮差一般为0.2～2米，大潮多发生于3—4月和7—11月，潮位最高超过5米。易发生风暴潮灾。风暴潮存在明显的季节性变化，风暴潮灾害一年四季均有发生，冬半年发生的次数明显多于夏半年，秋冬交替时节发生风暴潮的频率最大。近海在黄河及其他河流作用下，含盐度低，含氧量高，有机质多，饵料丰富，适宜多种鱼虾类索饵、繁殖、洄游。
