地貌汕尾市背山面海,由于歷次地殼運動褶皺、斷裂和火山巖隆起的影響,造成境內山地、臺地、丘陵、平原、河流、灘涂和海洋各種地形類兼有的復雜地貌。本地區位于蓮花山南麓,其山脈走勢為東北向西南傾斜。蓮花山脈由閩粵邊界的銅鼓嶺向東南經汕尾跨惠陽到香港附近入海。地形為北部高丘山地,山巒重疊,千米以上的高山有23座,最高峰為蓮花山,海拔1337.3米,位于海豐縣西北境內;中部多丘陵、臺地;南部沿海多為臺地、平原。全市境內山地、丘陵面積比例大,約占總面積的43.7%。
地質本地區地層、巖漿出露情況較好,中東部平原區大部分為燕山期巖漿巖(包括火山巖)和第四系覆蓋。出露地層較簡單,以中生代地層為主,且僅見晚三疊統大頂(小坪)組、下侏羅統金雞組和上侏羅統高基坪群。地層普遍受不同區域動力變質作用具有片理化。巖石主要有花崗巖、砂頁巖及第四系沖積砂礫層等組成。經過大自然和人類活動的作用,構成復雜的土壤類型。土壤類型有:水稻土、南方山地草甸土、黃壤、紅壤、赤紅壤、菜園土、潮沙泥土、濱海鹽漬沼漬土、海濱沙土、石質土等10多種土類,40多個土屬,70多個土種。