地質地貌：岳陽市處于新華夏系巨型第二沉降帶，地貌組合復雜，擁有山地、丘陵、崗地、平原、水面5種地貌，丘陵與平原是構成地貌的主體。地勢東高西低，呈階梯狀向洞庭湖盆傾斜。東部是連綿起伏的山岳地帶，中部以崗地丘陵為主，西部是河湖沖積的平原。最高海拔1600.3米（平江縣境內連云山主峰），最低海拔23米。平原面積38.78萬公頃，占全市總面積的26%；丘陵35.78萬公頃，占24%；崗地26.8萬公頃，占18%；山地23.8萬公頃，占16%；水面23.8萬公頃（其中東洞庭湖面積7.6萬公頃、橫嶺湖面積4.3萬公頃），占16%。

氣候：岳陽市屬于東亞熱帶季風性（濕潤）氣候，具有光熱資源豐富，雨量充沛，山區略多湖區，生產季節光熱水基本協調，四季分明，春秋多變等特點。

土壤：岳陽市土壤種類繁多，有8個土類、21個亞類、76個土屬、222個土種、357個變種。其中紅壤土地面積占總面積的52.1%，其次為水稻土、占25.2%，潮土占15.7%，另有紫色土、山地黃壤、菜園土、黃棕壤、山地草甸土，共占7%。

植物資源：岳陽市屬中亞熱帶闊葉林帶區，同時具備中亞熱帶向北亞熱帶過渡的明顯特征，植被種類繁多，區系成分復雜。特別是幕阜山及連云山區天然針闊葉林植被群落和君山島繁雜的剛竹屬植被類群，是全省重要的天然物種基因庫之一。由于地理條件懸殊和水熱條件不同，植被分布也存在著明顯的地區性差異，東部中山區從山麓到山頂，由常綠闊葉林向落葉闊葉林過渡的地帶性明顯，中部丘陵及環湖丘崗區以常綠闊葉林為主，洞庭湖平原區以落葉闊葉林為主。有野生植物、栽培植物90多科、300多屬、1118種，屬國家保護的古樹古木有19種。其中屬國家一級保護的植物有銀杏、水杉、紅豆杉3種，屬國家二級保護植物的有樟樹、金錢松、閩楠3種。

野生動物資源：岳陽市野生動物資源比較豐富，有以洞庭湖為核心的濕地生態類型（水禽為主），以幕阜山、藥菇山為核心的森林生態類型（獸類為主），境內各類動物23目、84科、近600種。其中屬國家一類保護的有云豹、黃腹角雉、金雕、白鶴、白頭鶴、東方白鸛、黑鸛、大鴇、中華秋沙鴨、白尾海雕、草鸮、麋鹿等12種，屬國家二類保護的有河豚、穿山甲、灰鶴、白枕鶴、虎紋蛙等36種。鳥類資源極其豐富，2021年底，東洞庭湖自然保護區記錄到的鳥類359種、越冬候鳥數量28萬只以上。魚類資源有11目、22科、124種，其中國家一類保護動物有中華鱘、白鱘等。

水資源：岳陽市水系發達，河湖密布，雨量充沛，過境水量大，水資源豐富，湘江和資水、汨羅江和新墻河、華容河和藕池河分別從南、東、北三面匯入洞庭湖，經城陵磯注入長江。境內長江堤岸線142千米。長度5000米以上的河流265條，流域面積100平方千米的河流27條，流域面積2000平方千米以上的河流2條，10平方千米以上的湖泊9個。大小水庫1201座，其中大型水庫1座、中型水庫23座。2021年底，鐵山水庫水位89.84米，蓄水量4.58億立方米，比歷史同期均值水位88.18米（蓄水量3.96億立方米）蓄水量增加15.7%。全市地表水資源量125.7億立方米，地下水資源量27.85億立方米。2021年，岳陽市入境水量2378億立方米，其中由長江三口入境水量521.6億立方米，湘、資、沅、澧四水匯入洞庭湖水量1833億立方米，純湖區入境水量為19.87億立方米，汨羅江江西入境水量2.83億立方米；2021年，岳陽市出境水量2682億立方米，其中城陵磯水文站實測出境2670億立方米，宜昌至湖口出境12.28億立方米。

礦藏：岳陽市礦產資源比較豐富，發現礦種49種，探明資源儲量的礦種35種，其中：能源礦產1種，金屬礦產24種，非金屬礦產9種，水氣礦產1種。實施地質勘查項目（含續作項目）21個。國家地質公園1個。礦泉水達到飲用標準的26處。溫泉2處。