地形地貌 ?地處歐亞大陸，屬海島丘陵地帶，為天臺山脈向東北延伸部分，境內島嶼呈西南～東北排列。地形分為高丘、低丘和平原，呈環形分布。丘陵面積356平方千米，占陸地面積65%。瀕海有灘涂和海灣。

境內最高處是黃楊尖山，位于區境東北部。主峰海拔503.6米，總面積1.49平方千米。

高丘 ?分布舟山島、金塘島東部、大貓島中部和冊子島西部。多為南緩北陡，頂部較平，土層厚1米左右，多石砂土。面積137平方千米。

低丘 ?分布舟山島高丘周圍、金塘島北部、南部及其他小島，面積約220.2平方千米。坡度較緩，地形起伏，崗頂平坦，海蝕階地發育，夾較寬河谷。

平原 ?狹小零散，分布島嶼四周港灣地帶，面積約166平方千米。按成因分海積、河谷、連島平原三類。海積平原發育于全新世沉積層，分布舟山島的臨城、定海城區、鹽倉、雙橋、岑港、小沙、馬岙、干（石覽）、白泉、北蟬沿海，金塘島港灣、冊子島南岙、長白島、岙山島；河谷平原系溪流沖積而成，呈舌狀分布于河谷間，多與海積平原相連，海拔6米以上，傾斜度較大；連島平原系島嶼經筑塘促淤相連的成片海涂，表面平坦，海拔2米左右，灰色粉土質亞黏土，土層厚4～40米不等。

灘涂 ?各島沿海均有分布，總面積9.56萬畝，外側與海相連，內側與海塘或壁岸相接，高程海拔0.8米以下。可供圍墾造地和發展、種養殖生產。

大多數島嶼東北岸、北岸及流速較急航門、水道兩側，因長期受海浪和沿岸流沖擊，發育成海蝕地貌，形成海蝕岸，海蝕柱、海蝕穴、海蝕巷道等巖脈，奇石怪洞千姿百態。

區域內有大小島嶼140.5個，其中有居民島38.5個。境區為灰鱉洋、橫水洋、峙頭洋、黃大洋、大貓洋5海環抱。有定海港、老塘山港、西碼頭港、岑港、瀝港、岙山、三江、冊子等良港。出露巖石主要是火山噴出巖，土壤以紅壤為主。

氣候 ?屬典型的亞熱帶海洋性季風氣候。特點是季風交替明顯，四季分明，光照充足，大風頻繁，雨量豐沛，空氣濕潤，雨熱季節變化同步。全年多大風，春季多海霧，夏秋多熱帶氣旋（包括熱帶風暴、強熱帶風暴、臺風、強臺風和超強臺風）。多年平均氣溫16.8℃，1月最冷，平均氣溫6.2℃，極端最低氣溫-4.2℃，出現在1991年12月28日。8月最熱，平均27.4℃。極端最高氣溫40.2℃，出現在2007年7月21日。平均氣溫年較差39.0℃，日較差6.9℃。年均日照時數1883.3小時。年均降水量1410.8毫米，最多2002年1888.0毫米，最少2003年835.5毫米，年均降雨日數149天。

水文 ?境區處于錢塘江、甬江入海口，大部分水域位于舟山本島以西，屬于內側性半封閉海域。海域底形平坦，底質以粉砂質軟泥和黏土質軟泥為主，水深一般在10～20米之間。橫水洋有一條南北向深溝，最深處達108米。全區有河道342條，總長427.243千米；主要河道有城東河、臨城河、鹽倉河、紫微河以及白泉河等。最大河流為臨城河，共匯集溪流42條，總長21.8千米，寬10～20米，流域面積82萬平方米。截至2024年，定海區域內共有區屬管理小型水庫74座（總庫容4094萬方，正常庫容4081萬方）、山塘368座（省級注冊山塘156座，非注冊山塘212座）、河道509條490.7公里、20年一遇及以上標準海塘68條長105.5公里、沿塘水閘156座，一線強排泵站57座（總排澇流量664立方米/秒）。區域內現有集中式飲用水水源地名錄22個，其中：縣級以上飲用水水源地3個，農村飲用水水源地19個。22個飲用水水源地共涉及水庫24座 ，總庫容7067萬m3，其中：20座納入舟山本島城鄉供水一體化范疇，4座納入金塘島一體化供水。

礦藏及其他自然資源 ?轄區擁有約912平方公里的可開發海域面積，海岸線總長428.07千米，其中水深10米上深水岸線68.70千米，水深20米以上深水岸線43.10千米。港口岸線資源豐富，擁有島嶼岸線達428公里，其中海域內10米以上深水岸線達68.7公里，可供15萬噸級貨輪自由進出，20萬噸級候潮通過，能滿足國際上第四代、第五代集裝箱船的通航靠泊要求。四周群島環抱，境內水深域廣，港灣眾多，航道縱橫，是中國南北海運和遠東國際航線的黃金水道，是中國內陸與世界主要港口通航最便捷的起航點之一。

生物資源十分豐富。有常見魚類80種，小型蝦類17種，貝類134種及其他海藻類、哺乳類海洋生物。野生動物中有獸類13種，兩棲類8種，爬行類25種，鳥類164種；淡水水生動物126種。野生植物類型復雜，種類繁多。有山地植物12群系，果樹近200種，花卉59科152種。古樹名木中500年以上國家一級古樹1株，300年以上國家二級古樹7株，100年以上國家三級古樹230株；有世界極危物種1種（中華鳳頭燕鷗）；世界瀕危物種1種（黑臉琵鷺）；世界受脅物種1種（黃嘴白鷺）；國家二級保護動物3種（大鳳頭燕鷗、黃嘴白鷺和角鸊鷉），國家二級保護鳥類8種：鶚、紅隼、小隼、赤腹鷹、雀鷹、松雀鷹、白尾鷂和普通鹱（白額鹱）等。

自然災害 ?主要自然災害有熱帶風暴（臺風）、暴雨、大雪、旱澇、連陰雨等。最嚴重的一次臺風暴雨侵襲災害發生在1983年9月25日～28日，受10號臺風影響，風速達19米/秒，雨量104.3毫米，沖決海塘46條、碶門6座，損失船只63艘，倒屋329間，死2人，傷18人，受災農田12萬畝，造成嚴重經濟損失。

2005年 3月12日零時后起降大雪，至上午8時前后雪止，積雪厚度13厘米，達到“暴雪”標準，為1978年以來舟山最大一次降雪過程，也是自1954年有氣象記錄以來3月份出現的最大一次降雪。積雪封嶺堵道，部分島際交通和海上航線受阻停航，引發6起汽車側翻傷人損車事故，造成嚴重經濟損失。