位置境域：湛江位于中国大陆南端、广东省西南部，介于东经109°31′～110°55′，北纬20°12′～21°35′之间，包括整个雷州半岛及半岛北部的一部分。东濒南海，南隔琼州海峡与海南省相望，西临北部湾，西北与广西壮族自治区的合浦、博白、陆川县毗邻，东北与本省茂名市的茂南区和电白、化州县接壤。市区位于雷州半岛东北部，介于东经110°10′～110°39′，北纬20°51′～21°12′之间。辖区总面积13225.44平方公里。
地形地貌：湛江的陆地大部分由半岛和岛屿组成，地势大致是中轴高，东西来侧低，南北高而中间低，起伏和缓，多为平原和台地，以北部廉江县境内的双峰嶂（384米）为最高点。全市土地总面积中，平原占66%，丘陵中30.6%，山区占3.4%。陆地水面（包括水库、山塘、池塘、江河）占6.4%。
湛江所辖五县四区均面向海洋，海岸线总长1555.7公里，其中岛岸线400.8公里，海岸线系数（海岸线长度与国土面积之比）为0.12，即每平方公里国土的海岸线长120米。
湛江北部低丘陵区，地势最高为廉江市北部、西北部，以海拔80～250米的低丘陵为主，有湛江最高点双峰嶂（海拔380米）与数十座100～300米的峰岭并排，形成一道屏障。其余山地多呈扁馒头形小山丘，沟谷较宽，丘陵疏矮，起伏不大，坡度8～15度，相对高度在30米以下，海拔高度在50～100米之间，少数达150米。丘陵渐靠河谷，亦渐为低矮。其中穿插的沟谷，切割明显。
湛江的半岛缓坡台地，三面临海，台地略有起伏，无明显峰谷，地势较平缓，坡度3～5度。在大片缓坡地之间有水田、小溪或冲刷沟等切割。以火山喷发遗迹的小山较高，地势向四周逐渐变低。较高的山岭有螺岗岭（海拔223米）、仕礼岭（海拔226米）、石卯岭（海拔259米）、石板岭（海拔245米）。螺岗岭以南地势平缓，东西部皆为台地，台顶平坦，周边较陡。
湛江的沿海平原区，以河流冲积的滨海平原为主，部分为滨海台地，地势平缓，起伏极微，坡度1～4度。滨海平原海拔0.8～3米。
湛江主要岛屿有东海岛、南三岛、硇洲岛、特呈岛、调顺岛、东头山岛、南屏岛等。湛江东海岛面积达289平方公里，为广东省最大的岛屿，是中国第五大岛屿。湛江南三岛面积 164平方公里，为广东省第二大岛屿，是全国第七大岛屿。
土壤：湛江既有热带土壤基本类型，也有滨海地带土壤分布，共有赤红壤、砖红壤、滨海沙土、滨海盐渍沼泽土、滨海盐土、潮沙泥土、沼泽土、火山灰土、菜园土、水稻土等10个土类，以红壤居多，湛江因此有“红土地”之称。其分布大体是北纬20°40′以南地区为砖红壤，占土地总面积一半以上，是该市最主要的土壤类型；北纬20°40′以北地区为赤红壤；沿海地区为海滨沙土、滨海盐渍沼泽土和滨海盐土；九洲江和鉴江沿岸两侧为潮沙泥土。
气候：湛江地处北回归线以南的低纬地区，属于热带北缘季风气候，终年受海洋气候的调节，冬无严寒，夏无酷暑，年平均气温在22.7℃～23.5℃，由北向南递增，南北相差1.5℃。年平均雨量1395.5～1723.1毫米，年平均日照时数1714.8～2038.2小时。4-9月为多雨季节，8月雨量最多；10-3月雨量较少。低压、热带风暴、台风登陆影响较为频繁。据气象局统计，从1960～2017年，登陆或影响本市的热带气旋236个，每年平均4.07个。
全年平均日照时数1980.2小时，比上年增长4.7%；全年平均降水量1789毫米，增长5.7%。年末全市大型水库蓄水总量7.28亿立方米，下降6.2%。
水文
河流水系：湛江境内河流较多，但大部分源流短，水量小，落差不大。全市集水面积大于1000平方公里的有鉴江、九洲江、南渡河、遂溪河；集水面积大于100平方公里的干支流有40条；属独流入海的22条。
海洋水文：湛江东部海区潮汐，属于不规则半日潮，在1个太阳日（24小时50分）内出现峰——谷、峰——谷的潮候，即有两次高潮两次低潮，两峰的高低、两谷的深浅也不一样。其规律：一月之中，“二十五六潮长，至朔而盛，初三大盛，之后渐杀；十一二又长，至望而盛，十八大盛，后又渐杀，大抵视月之盈虚为候”。
湛江西部海区（北部湾）潮汐，属于典型全日潮，其特点是在1个月内有二分之一以上的日子每天只有一个高潮和一个低潮，在一个太阳日内完成一个潮汐循环。在一个月里，每当月亮偏北和偏南最甚的日子过后几天，潮差特别大；反之，逢月出正东和月没正西的日子过后几天，潮差特别小。每一潮潮期起止时间为14天，除三、九月份各有3次大潮，其他月份每月为2次大潮。最高与最低潮差4～5.5米；最大潮汐流速100～150厘米/秒，最小潮汐流速30～55厘米/秒。
琼州海峡潮汐，属于规则混合潮。东西向的琼州海峡，略似一条带形的内陆航道，东西的两个出口，加上每年东南、西南、东北的季风等气象因素和海峡沟底凸凹不平地形的影响，形成“南潮北汐”不相同，涨落时刻、潮的大小也不相同。
