【自然環境】海口市地形略呈長心形，地勢平緩，海南島最長的河流——南渡江從中部穿過。西北部和東南部較高，中部南渡江沿岸低平，北部多為沿海小平原。全市除石山鎮境內的馬鞍嶺（海拔222.8米）、舊州鎮境內的舊州嶺（199.9米）、甲子鎮境內的日曬嶺（171米）、永興鎮境內的雷虎嶺（168.3米）等38個山丘較高外，絕大部分為海拔100米以下的臺地和平原。馬鞍嶺為全市最高點。
地 質 海口市地質構造屬於雷瓊裂谷南部拗陷區。中新世及上新世海南島王五—文教大斷裂以北至瓊州海峽發生斷陷，形成陸海面積約3135平方千米的瓊北斷陷盆地，堆積巨厚的新生代（第三紀）地層，至全新世（第四紀），並有多次地震和海底火山活動，有多期火山岩相間分佈於第三紀和第四紀沉積層之中，出露於地表組成瓊北基性（為主）火山熔岩臺地，分佈面積廣。上新世晚期，海島北部地殼上升，其中也有幾次火山噴發；中全新世以後，北部和東北部地殼緩慢下降，接受沉積。海口市位於瓊北新生代斷陷盆地中，由新生代瓊北斷陷盆地（為主）與瓊東北隆起（東南部）構成，位於區域性近東西向、近南北向、北東向和北西向斷裂的交接複合部位。地層主要屬新生代古近紀（為主）至第四紀的濱海相、海陸交互相地層。岩漿岩有零星出露的侵入岩和大面積廣佈的基性（為主）、超基性火山岩。
地 貌 類型大致分為濱海平原、河流階地、丘陵及熔岩臺地三部分。北部為濱海平原帶，地勢低平，面積廣大，佔總面積的52%；中部為南渡江沿江階地帶，佔總面積的43%；東南部為丘陵臺地帶，西部為熔岩臺地帶，僅佔總面積的5%。西北部和東南部較高，中部南渡江沿岸低平，北部多為沿海小平原。地表主要為第四紀基性火山岩和鬆散沉積物大面積分佈，濱海以濱海臺階式地貌為主，西部以典型的火山地貌為主。
土 壤 分為水稻土、磚紅壤、菜園土、潮沙泥土、濱海鹽漬沼澤土、濱海鹽土、濱海沙土、石質土8個土類，12個亞類，43個土屬，110 個土種。
氣 候 海口地處低緯度熱帶北緣，屬熱帶季風海洋性氣候，氣候溫暖宜人，長夏無冬。海口北瀕南海，海洋性氣候特徵也特別顯著，具有溫暖多雨、光熱充足、溫差較小、無霜期長等氣候特徵。同時受季風影響明顯，降水時期集中，雨季分明，主要集中在5—10月，佔年降雨量的81.9%，多為熱帶氣旋雨和對流雨（熱雷雨），水熱同期，11月至翌年4月是少雨季節，常有冬春旱發生。災害性天氣主要有颱風、暴雨、雷電、大霧、大風、乾旱。年平均氣溫24.4℃，年平均最高氣溫28.2℃左右，年平均最低氣溫18℃左右。月平均最高氣溫28.8℃，出現在7月；月平均最低氣溫18.0℃，出現在1月。年平均降雨量1816毫米，降雨日數（日雨量≥0.1毫米）102天。年平均日照時數1954.7小時。年平均蒸發量1834毫米，平均相對溼度85%。常年以東北風和東南風為主，年平均風速3.4米/秒。
水 文 海口自產水資源總量19.07億立方米，水資源總量摺合地表徑流深為830毫米。海南島最長的河流南渡江穿過海口市中部入海。南渡江主流在市區長75千米，流域面積1300平方千米，年徑流量60.99億立方米。海口市主要河流有43條。其中，南渡江水系7條，南渡江干流從海口市西南部東山鎮流入境內，穿過中部，於北部入海，入海口段從西向東主要分流有海甸溪、橫溝河、潭 覽河、邁雅河和道孟溪。支流有鐵爐溪、三十六曲溪、鴨尾溪、昌旺溪（南面溪）、美舍河和響水河；獨流入海的有18條。境內有鳳潭、鐵爐、東湖、風圮、雲龍、丁榮、嶺北、玉鳳、沙坡等水庫，總庫容量1.5億立方米。海口市地處南渡江下游河口河網地帶和休眠火山口地帶，潛水、承壓水分佈廣泛。地下水位於瓊北自流盆地面積4605平方千米範圍內，980米深度內共分佈自上往下具有生活飲用水、生活飲用水+飲用天然礦泉水、醫療熱礦水三元結構的10個含水層：即潛水2層，半承壓水1層，承壓水7層。潛水含水層以南渡江三角洲潛水和玄武岩孔隙裂隙潛水為主，分佈範圍813.7平方千米，單位湧水量為20～5084.6立方米/日·米，允許開採量21.2萬立方米/日。地下承壓水處於雷瓊盆地，含水總厚度達200～350米，老海口、秀英兩段可採量共27萬立方米/晝夜。地下熱礦泉水處於瓊北自流水盆地東北部新生代厚層，分佈面積約200平方千米。
海 域 海口市北面臨海，海域面積830平方千米，海岸線長136.23千米。海水平均水溫25℃，最高34℃，最低17.2℃。透明度1米，最大達2米。淺海鹽度29.6%～31.8%。大部分海底平緩，以軟泥為主，泥沙次之；靠近沙灘海岸一帶海底以細沙為主。近海水質富含有機物質和無機鹽。60～100米等深線以內的海域面積約200平方千米，10米等深線以內的淺海、灘塗面積上百平方千米。大部分海岸坡度平緩，岸線開闊連綿，沙岸帶沙細潔白，有假日海灘、西秀海灘、粵海鐵路通道南站碼頭海灘、白沙門海灘、東寨港海濱海灘、桂林洋海灘等海濱風景區和遊樂區。港灣與近海還有少許島礁和潮灘。近海海水清澈，常年風輕浪平，有多處為適宜游泳的傍岸泳區。
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