【地质构造】兴宁县的地质演变有过山岳沉水域、沧海变桑田的经历。今天群峰耸立的山地和广阔的丘陵台地，6亿年前还是一派水乡泽国。经过漫长的岁月，丰富的沉积物形成巨厚的沉积岩。后历经4次大的地质构造运动，使地层强烈褶皱、断裂、岩浆侵入及火山喷发。距今2.9至1.4亿年前，从龙北、岗背至罗岗、黄槐有过海水侵入和退出的变迁。因而，兴宁境内的矿产资源非常丰富。南部因东西两大断裂的发展，产生出红色断陷盆地。

【地形地势】本市地处粤东北山丘地带，受北东至南西走向的莲花山脉和罗浮山脉控制，高低差明显。最高峰阳天嶂海拔1017米，最低处水口圩海拔100米，高低差917米。地形总趋势是从北西至南东逐渐下降，而南部则由南向北递降。北起阳天嶂，南至铁牛牯峰（海拔998米），直线距离100公里；东西最宽处，径心分水坳（海拔400米）至叶南筠竹坳（海拔300米），直线距离36公里。四周山岭绵亘，中为断陷盆地，地形狭长，整个县境形似扁舟。市内地貌类型分为平原、阶地、台地、丘陵、山地5类。平原、阶地、台地（海拔200米以下）占38.1%，丘陵（海拔200～400米）占49.6%，山地（海拔400～1000米以上）占12.3%。

【主要山岭】南部莲花山脉：铁牛牯、狮子岩；武夷山南脉：阳天嶂、黄茅嶂、嶂顶上、莲花寨、四望嶂、马子山、冬瓜嶂、铁山嶂、宝山、鸡鸣山、南蛇岗、和山岩、狐子嶂、龙母嶂、神光山等。

【河流】兴宁地处韩江、东江流域。北部的罗浮镇属东江流域，镇内河溪流入东江上游的渡田河。该河发源于江西寻邬县，为兴宁、龙川北部的分界河，是枫树坝水库的库尾，过境河道24.8公里，宽150至200多米，主要支流有罗浮河和大信河，河流落差较大，水力资源比较丰富，流域面积273.74平方公里。其余各镇属韩江流域，区内46条河溪水分别经过五华、兴宁、梅县汇入韩江上游的梅江。宁江（古称左别溪）贯穿兴宁南北，是流域面积最大的梅江支流，北起江西寻邬荷峰畲，南至水口圩汇入梅江，全长107公里，从合水至水口主干河道57.5公里，宽65至90米，沿途接纳32条山溪小河，呈叶脉状汇入宁江，流域面积1364.75平方公里，占全县总面积的65%。宁江支流之一的和山河，由七层、曾塘两溪水汇合而成，经大茔、和山、和一至宁新洋湖桥入宁江。该河从和山岩至洋湖桥全长20公里，集水面积39.5平方公里。

【气候】兴宁属南亚与中亚热带过渡气候，年平均气温21.5℃。常年最热月是7月，平均气温28.5℃， 极端最高气温出现在8月份左右，达到37.4℃；常年最冷月是1月，平均气温11.4℃，极端最低气温出现在12月左右，达到零下0.2℃。年平均降雨量1596.9毫米，夏季降雨最多，占年降雨量的41.5%。年平均日照时数1814.2小时，风向比较稳定，以西北风频率最高，东南风次之。自然环境优越，无霜期长，光照充足，四季宜耕宜牧，具有发展农、林、果、牧、渔等各业的有利气候条件。