自然环境
北仑区境处宁绍平原东端。地形西北和中部为丘陵和平原间隔地区，其丘陵属天台山余脉，以太白山为起点，主山体向东走向，为本区主山区；另一条诸山总称灵峰山，基潜入海域，分布一群岛礁。由灵峰山体相隔，山以西称长山平原，与鄞东平原连成一体，地表高程2-3米。山以东为大碶、柴桥平原。越柴桥之狮子岭、昆亭岭、庙岭和黄土岭为东南丘陵岛屿，称穿山半岛。半岛南北两侧棋布大碶\\、梅山等岛屿20余座。环海山间有峡谷平原，系洪积和海积形成。冲
积、坡洪积平原，分布在上傅、上阳等处，形成较宽广的山间谷地。滨海湖沼平原，主要是大碶平原的高塘、大碶\\、霞浦一线以南地带，地势平坦、海拔平均2米左右。滨海海积平原，主要是高塘、大碶、霞浦以北地带，大榭岛、梅山岛、穿山半岛有小面积分布。
北仑区著名山岭有戚家山、金鸡山、瑞岩山、太白山等。戚家山，又名七盘山，古名七家山。位于区城西北约13公里，海拔69米。为历代军事要地，后人为缅怀戚继光抗倭功绩，改名戚家山。清光绪十年，提督欧阳利见在山巅筑城垣，驻兵防守。1940年7月19日，国民党陆军与日本侵略军在此展开白刃肉搏战，击退日军。
金鸡山，位于区城北13公里，海拔101.4米，北濒甬江口，宁波大桥贯山而过，与招宝山对峙，称“天设雄关”。山巅明代筑有炮台，清光绪十年提督欧阳利见于此添建管房驻兵防守，十一年正月十五日，法舰进犯，欧阳利见督战于此。
瑞岩山，位于区城南约15公里，主峰海拔502.9米。据记载，山有十二峰，大中神符五年，有芝草生于青松峰下，因称瑞岩，亦名灵芝山。旧有瑞岩禅寺，始建于唐会昌中。
太白山，又称天童山。位于区城西南约10.2公里，海拔653.3米，属天台山余脉，自太白山峰巅伸入北仑区境。
海岸及沿海滩涂：区境三面环海。西段自北仑区、鄞县、镇海区的甬江中心三交点起，向北至甬江口，全长约16公里；北段起甬江口金鸡山麓，东沿穿山炮台山，长约25公里；东段起穿山碶，向东环绕穿山半岛，旋西沿象山港至三山海口，界于鄞县芦一村，长约63公里，处天台山余脉东缘，沿岸丘陵和峡谷平原相间，基质岩岸和游泥质兼之。
海涂主要分布：甬江（又称大浃江）流经西北界，北纬29度47分45-30度01分，东经121度12分-121度45分。源出奉化、新昌交界乌山撞天岗山麓，流向东北至鄞县横涨附近三江口，汇合后称奉化江，流经至宁波三江口：另一流源出上虞西粮湖坝，经余姚至宁波三江口，称姚江。二江汇合后，称甬江。流向东北，注入灰鳖洋和金塘港。江口潮汐属不规则半日潮。沿岸筑有大小码头，港埠历史悠久，今又建甬江隧道和宁波大桥。
郭巨涂、七姓涂、昆亭涂、三山涂的浅海滩涂，涂产品资源丰富，有泥螺、青蟹、跳鱼、蛤蛎、蛏子、蚶子等，是发展海涂经济的良好基地。
气候
北仑区属亚热带季风气候区，温和、湿润、四季分明，光照充足，雨量充沛，无霜期长，气候实际变化较大；同时台风、暴雨、干旱等灾害性天气时有出现。
四级特征：平均气温稳定在小于10摄氏度为冬季；大于22摄氏度为夏季，界于10-22摄氏度为春、秋季。年平均气温16.3摄氏度，常年以1月份为最冷月；以7月和8月为最热月。据载，1937年2月13日曾出现-10摄氏度，1921年7月曾出现39.4摄氏度。
潮汐
北濒杭州湾开阔口，东屏舟山群岛，具半封闭内湾形态，有较深水道与外部沟通。潮候、甬江口属非正规半日潮形，涨朝、落潮间时差大致为6小时左右。涨超时间误差为1小时左右，每天涨潮时间在正常情况下退后45分钟即为次日涨潮时间。
野生动物
20世纪50年代末，稀贵动物逐年减少，甚至绝迹。随着封山育林的措施不断加强，大自然生态初步平衡，有些动物有所增殖。金钱豹曾在1978年、1990年在和鸽、咸昶等地出现，穿山甲也偶尔可见，野猪、海豚、猫头鹰、白脸山雀等禽兽今仍有出现