廣州市的地形為丘陵地帶，地勢向東北高、向西南低，北部是森林集中的丘陵山區，海拔最高點為北部從化區與龍門縣交界處的天堂頂，海拔為1210米。東北部為中低山地，中部是丘陵盆地，南部則是沿海沖積平原，是珠江三角洲的一部分。
由于受到地理位置的影響，廣州市的氣候為海洋性氣候，受到海洋和大陸的影響很大。在廣州市，每年的平均氣溫為21.5℃～22.2℃，降水也相對豐富，平均年降水量為1800多毫米，年降水日數在150天左右。
廣州市境內河流水系發達，大小河流涌多，水域面積廣闊，集雨面積在100平方千米以上的河流有22條，河寬5米以上的河流有1368條，總長為5597.36千米，構成了獨特的嶺南水鄉文化特色。
廣州市的土地類型較為多樣，適宜性廣，地形復雜。由于受各種自然因素的互相作用，形成了各種各樣的土地類型。