[地质] 县境地处华北断坳济阳凹陷之东部，境内广为第四系掩盖，无基岩初露。第四系之下发育有太古界、寒武系、奥陶系、朱罗-白栾和第三系。陈家庄凸起，横陈县城中部，大致呈东西向分布，其南北分布属东营凹陷和沾化凹陷，宾县凸起的东端也伸入境内。境遇内断裂构造发育，活动强度大，并具有阶段性特点。境内岩浆活动不甚发育。
[地貌] 全境地势向西北倾斜，西南高，东北低，近黄河处高，远黄河处低。西南端地面平均海拔11.5米，东北端沿海滩涂地面平均海拔12米，自然比降为1/11000。最高点为海拔14.3米，位于北宋镇的三岔、高家两村，境内虽系平原，但由于历史上黄河决口频繁，既受洪水反复冲切，又有淤积套叠，故形成岗、坡、洼相间的复杂微地貌。河滩高地面积228278亩，占总面积的9.1%；缓岗面积198438亩，占总面积的7.9%；浅平洼地面积645720亩，占总面积的25.8%；微斜平地面积1197003亩，占总面积的47.9%；海滩地面积228961亩，占总面积的9.2%，其中属潮间带的滩涂22.8万亩。
[气候特征] 利津地处温带季风气候区，虽临渤海，但大陆性强，属暖温带半湿润季风气候。全年气候温和，光照充足，四季分明。春季风多与少，气候干燥；夏季降雨集中，气温偏高；秋季气温急降，雨量骤减；冬季寒冷干燥，雨雪稀少。全县气候突出特征是冬春干旱，夏季多雨，晚秋偏旱。
[河流] 黄河为境内唯一自然河流，自西南向东北沿东县界径流，上届起自北宋镇董王村，桩号90+000，经北宋镇、利津镇、盐窝镇、北岭乡、陈庄镇至西河口（即罗家屋子旧址）折向东北，过垦利县地入海，境内流程74公里。
全县共有人工排水河7条，控制排水总面积1236.7平方公里，分别是：褚官河，全长31.7公里，又潮河入海；太平河，全长40公里，由朝河入海；马新河，境内段15.44公里，进河口区入海；沾利河，境内段29.1公里，进河口区入海；挑河，全长32.62公里，进河口区入海；草桥沟西干流，全长28.04公里，入草桥沟；草桥沟，全长26公里，进河口区入海。
