招遠市地處華北地臺(Ⅰ)魯東地盾(Ⅱ)之膠北隆起區(Ⅲ)，北部為龍口盆地，南部為膠萊凹陷。境內構造依其特征分為褶皺構造、韌性變形構造和脆性斷裂構造，境內自然資源豐富，尤其以“黃金資源”聞名世界，黃金資源主要分布于招平斷裂帶斷裂構造中，北部玲瓏礦田作為世界級千噸礦田之一，奠定了招遠“中國金都”的重要地位。
招遠市地處膠東低山丘陵地帶，境內山丘連綿，溝壑縱橫。山區、丘陵、平原面積分別占總面積的32.9%、38.4%、28.7%。地勢東北部、中部和西部偏高，西北部和東南部偏低。東北部的羅山山脈、中部的丘陵和北、南部的低山，構成一個反“S”型分水嶺。境內嶺脈由東向西而來，從百尺堡村西分成南、北兩股。南股嶺脈沿高家嶺村西向南直達峰山，折而向東南到棲霞崗山即為盡頭；北股嶺脈向北延伸到阜山主峰，由阜山向西南延伸到會仙山，轉而向北和西北經青山頂、歪嘴頂、玲瓏山、羅山、石城山、玉皇頂、大豬頂、鳳凰頂等，至黃山為盡頭。境內大小山頭1295個，溝夼4400余條。海拔百米以上的山丘140座。
招遠市境內共有河流160余條，11個流域，多為源短流急的時令河。干流長度大于5公里的河流51條，總長548.8公里，平均河網密度0.38平方公里。2015年前無客水過境，2015年6月南水北調引進黃河、長江水。
招遠市屬暖溫帶亞濕潤氣候區，氣候溫和，四季分明，冬季干冷雨雪少，春季風大干燥多旱夏季濕潤多雨，秋季溫和涼爽，常有秋旱。全年日照2489.1小時，年平均氣溫12.5℃，年平均降雨量637.7毫米，年平均風速2.5米/秒。
招遠市境內海岸線略呈凹形，長14.98公里，其中自然岸線長12.92公里，人工岸線長2.06公里。灘涂面積18公頃，招遠市所屬海域面積約210平方公里。浪小水穩，沙灘細軟，海水清澈，是天然海水浴場，素有“黃金海岸”之美譽。
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