【地质】 文登市位于新华夏系第二隆起的东部，文、荣凸起的中心部位。由于长期隆起，缺失中元古——中生界侏罗纪地层。总的特点是：地质简单，岩浆岩分布广泛，构造不太发育。地层以下元古界胶东岩群第二岩组变质岩系为主，第四纪堆积物遍布全境，有冲积、洪积、残坡积和海积等类型。褶皱简单，北部汪疃地区为一倒转复背斜，属乳山至环翠区倒转复背斜中段，轴向45°左右，轴面倾向南东。由于昆嵛山岩体的影响，向斜轴发生弯曲，中部向北西凸出。南部高村、侯家一带为单斜构造。由于伟德山、紫金山等岩体侵入，不仅与北部的地层断开，而且产状也不协调，形成一向南倾斜并凸出的宽缓单斜构造。境内断裂不多，较大的有4条：母猪河断裂，南北向展布，长40公里，宽50～100米；小洛至花岛断裂，长10公里，宽10~20米；泽库断裂，与小洛至花岛断裂平行，长4.5公里，宽数米；西字城至章子山断裂，延入荣成市境，全长14公里，宽数米。历史上破坏性地震的震中都不在文登境。
【地形】 境内地形复杂，丘陵起伏，沟壑纵横。平原沿河谷两岸及滨海地区呈带状展布。山地占总面积的19%，丘陵占58.4%，平原占22.6%。西部昆嵛山脉是胶东屋脊，为西部南北向分水岭，主峰泰礴顶高923米；东部有凤台顶、老驴山、邹山、老青山等丘陵，为东界分水岭。全境两侧高，中间低，北部高，南部低，像一簸箕，口向南，伸向黄海。
【气候】 文登市地处北温带，属大陆性季风气候，四季分明。年均气温11.2℃，有气象资料记录以来极端最高气温36.4℃，极端最低气温-25.5℃；年均日照时数2469.5小时，无霜期191天；降水量812.1mm，降水分布不均，夏季降水较为集中，6~9月降水量约占全年降水量的70%，春秋季降水偏少，常发生干旱。冬季漫长，盛行从大陆北部吹来的干冷冬季风，气温偏低，是胶东地区一低温点；夏季最短，盛行从海洋吹来的暖湿夏季风；春秋两季属冬夏季风转换期。
2001年，全市平均气温为12.4℃，较常年偏高1.2℃，连续第五年平均气温超过12℃，气候明显变暖。全年极端最高气温为35.4℃，出现在6月3日；最低气温-18.2℃，出现在1月16日，是近10年气温最低值。全年各月平均气温均较常年同期偏高，其中5月份偏高2.9℃，6月份偏高2.5℃。
2001年，全市共降水685.3mm，较常年偏少126.8mm。降水分布不均，春季降水偏少，2~5月降水量仅58.3mm，较常年同期偏少50%以上，其中5月降水仅为6.2mm，较常年偏少48.6mm，干旱严重；夏季降水多，6~8月降水485.7mm，占全年降水量71%，较常年同期偏多，其中7月下旬出现较大过程降水；9~12月降水较常年偏少，又出现秋旱。全年出现连续无降水日数大于10天6次，最长连续无降水日数31天(3月28日~4月27日)；出现大于25mm降水日数6天，大于50mm降水日数3天；全年1、2、6、7月降水量较常年偏多，其它月份降水量皆比常年偏少。2001年，地面最深积雪22cm，出现在1月15日。
2001年，出现大风日数22天，多出现在春季，仅3月就有10天；出现扬沙天气2天，都出现在3月；另外出现大雾28天，轻雾101天，露124天，霜83天，雷暴23天，最深冻土地10cm。
2001年，日照时数2465.2小时，较常年少4.3小时。
2001年重大气候事件：⑴春季干旱。春季，全市降水较常严重偏少，发生严重干旱，由于春旱连接着1999年和2000年大旱，全市水资源匮乏，城镇居民用水定量供应，工农业生产遭受重大损失。⑵7月下旬至8月1日降水和8月1日大风。自7月21日至8月1日，连续12天出现降雨，其中日降水量大于50mm两天，大于30mm4天，共降水283.9mm；至8月1日，受8号台风影响，全市出现大风天气，风力达8级以上，高杆农作物基本倒伏，损失严重，另外还造成果园、鱼池、道路等损坏；但这次大范围降雨过程，也带来了大量降水，缓和了用水紧张状况。
综合2001年气象资料分析，全年气温偏高，降水偏少，且分布不均，干旱严重，气候年景属较差的一年。
【水文】 境内西、北、东三面有分水岭，成为单独的水系。第一大河为母猪河，全长65公里，流域面积1278平方公里，多年年均径流深297.4毫米。青龙河，全长31公里，流域面积235.8平方公里，多年径流深273毫米。昌阳河，全长23.5公里，流域面积119.2平方公里，多年平均径流深284毫米。黄垒河，有17公里为文登与乳山的界河，多年年均径流深283毫米。已开发利用温泉4处：城区的七里汤、城南13公里的汤村汤、城东南16公里的呼雷汤、城西南22公里的大英汤，水温39~77℃。大型水库米山水库，总库容为2.8亿立方米，最大坝高21.1米，是威海市最大淡水水源。全市有浅海面积3万公顷，淡水水面3067公顷。
【土壤】 根据全市第二次土壤普查资料，全市土壤有6个土类，10个亚类，14个土属，97个土种，179个变种。
棕壤 是在一定的生物气候条件下，由非钙质岩类，发育形成的一种地带性土壤，以棕色或棕褐色为主，淋溶淀积作用明显，心土层较粘重，无石灰反应，土壤呈微酸酸性反应，PH值6左右，是全市主要土壤类型，分布于全市各地。可利用面积13.15万公顷，占可利用总面积的83.59%。棕壤按其剖面发育性态和潜水状况，可分为棕壤性土(俗称石碴土、岭砂土等)、棕壤亚类(俗称黄土、黄堰土)、白浆化棕壤(俗称白浆土、包浆土)和潮棕壤(俗称潮黄土、黑黄土、黑土)四个亚类。其分布与地形地貌关系密切，山丘中上部为棕壤性土，土体厚度一般小于60厘米，土壤疏松，结构较差；中下部为棕壤亚类，土体厚度在1米以上，心土层(即淀积层)较粘重，持水力强，生产能力中等；白浆化棕壤主要分布在缓坡地带，泽库北部和泽头上泊子等地较多，表土下有一含大量铁锰结构的白色土层，底部粘重紧实，极难透水，汛期易泡浆，滞水解涝，理化性能差；潮棕壤分布在地势较平坦的泊区，潜水位2~3米，土层深厚，水分状况较好，生产性能在棕壤土类中居首位。
潮土 是发育在河流冲积及海相沉积物上，是受潜水作用形成的一类土壤。分布在沿河两岸及近海地带，土层深厚，质地层次明显，地下水位1~2米，土壤反应近中性。全市可利用面积2.19万公顷，占可利用总面积的13.9%。按潜水水质等状况可分为潮土(俗称河淤土、淤土)和盐化潮土(俗称盐化土)2个亚类。
潮土亚类分布在河流两岸和近沿海处，除部分质地适中外，大部分属砂性土，易耕作，通透性强，漏水漏肥严重。
盐化潮土亚类，主要分布在小观、泽头、宋村、侯家、泽库等沿海地带，表层为砂壤或壤质土，潜水位1米左右，地表有不同程度的返盐现象，影响作物的出苗和生长发育。
水稻土 是盐化潮土经人为淹水耕作形成的，主要分布在昌阳农场和侯家西廒西部、南部。土层深厚，有返盐现象，呈中性至碱性反应，PH值7.5左右，可利用面积980公顷，占可利用总面积的0.62%。
盐土 由海相沉积而成。主要分布在沿海地带，土壤层全盐含量1.19~4.67%，土壤含盐量大，农作物难以生长，多生长芦苇、碱蓬、海角菜、盐蒿等耐盐植物，有的则为光板地或人工盐田。全市总面积4233公顷，其中可利用面积1673公顷，占可利用总面积的1.07%。
风砂土 是河流冲积和风积共同作用形成的。主要分布在母猪河东岸，呈沙丘状，通体松砂，现多营造林木，春季仍有不同程度的风蚀现象，为半固定风砂土，可利用面积420公顷，占可利用总面积的0.27%。
山地草甸型土 分布在昆嵛山海拔700米左右的山体上，可利用面积866.7公顷，占可利用总面积的0.55%。因海拔高、气温低、湿度大，风力强，乔木树种稀少，草本植物生长茂盛，土壤积累较厚的腐殖质、有机质含量达6%以上。(曹福林)
【海域】 文登市海岸线东起与荣成市为界的靳家店村南蔡官河口(37°02′00″N，122°12′00″E)，曲折西去，到黄垒河口(36°54′48″N，121°51′20″E)与乳山市相接，全长155.88公里。拥有15米等深线以内浅海面积292.7平方公里。岛屿面积0.05平方公里。沿海有埠口湾、靖海湾、五垒岛湾3处海湾。近海中有二岛(面积0.03平方公里)、牛心岛(面积0.01平方公里)、里岛(面积0.006平方公里)3个小岛屿。有明礁1处、暗礁5处、低潮露出礁4处，最大者面积不足0.01平方公里。