【地质地貌】 黔东南州地跨扬子准台地与华南褶皱带两个一级大地构造单元。地层从元古代的四堡群、下江群，震旦系至古生代的寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二迭系，到中生代的三迭系、保罗系、白垩系及新生代的第三系、第四系均有出露。

    自治州地处云贵高原向湘桂丘陵盆地过渡地带，根据地层岩石和地质外营力作用，境内可划分为岩溶地貌区和剥蚀、侵蚀地貌区。镇远至凯里一线之西北属岩溶地貌区，常见的地貌形态有峰丛、峰林、石林、溶洞、溶洼、天生桥、暗河等。镇远至凯里一线之东南属剥蚀、侵蚀地貌区，主要由碎屑岩组成，山体大、切割深，常形成脊状山。

    州境总体地势是北、西、南三面高而东部低。中部雷公山区和南部月亮山为中山地带，西部和西北部为丘陵状低中山区，东部和东南部为低中山、低山、丘陵、盆地。境内大部分地区海拔500~1000米。最高点为雷公山主峰黄羊山，海拔2178.8米，最低点为黎平县地坪乡井郎村水口河出省处，海拔137米。
境内为多山地区，山地占全州总面积的87.7%，丘陵地占10.8%，盆地占1.5%。州内主要山峰有雷公山、冷竹山、南刀坡、佛顶山、轿顶山、香炉山、龙头岩、老山界、青山界、牛角山、天子岭、高岳山、猫鼻岭、月亮山、孔明山等。

【气侯水文】 自治州地属中亚热带季风湿润气候区，由于受自然地带性、东亚季风环流和地貌条件的综合影响，这里既有高原山区的特点，又具有季风气候特点，冬无严寒，夏无酷暑，干湿明显，雨热同季。年平均气温14～18℃，最冷月（1月）平均气温5～8℃；最热月（7月）平均气温24～28℃。由于地理位置和地势的不同，各地气温有一定差异，总体趋势是南部气温高于北部，东部气温高于西部。境内年平均日照时数为1068～1296小时，无霜期270～330天。州境年均降雨量1000～1600毫米，在地区分布上，西部多于东部，南部大于北部，多雨期常出现于4～10月，少雨期多出现于11月至次年3月，雨季多集中于春夏两季。全年平均相对湿度为78～84%。全州多年平均水面蒸发量在740～960毫米之间，由南向北、由西向东递减，以凯里至丹寨一带最大。全州陆地年蒸发量变幅在500～720毫米之间，以榕江县最高。

    州境内有大小河流2900多条，以清水江、氵舞阳河、都柳江为主干，呈树枝状展布于各地，清水江、氵舞阳河属长江水系，都柳江属珠江水系。自治州中部的雷公山山脉为清水江、都柳江的分水岭；横亘于北部的其昌米坡、黄飘大坡、黄土坡、鼓楼坡、霸王坡为清水江、氵舞阳河的分水岭。由于州境内山高谷深，河床陡降，水流湍急，一遇暴雨即发山洪，洪枯流量瞬时变化，易涨易退，形成雨源性河流的水文特征。

    清水江流域面积超过1万平方公里，氵舞阳河、都柳江流域面积在5000公里以上，州内的河流流域面积在1000平方公里以上还有寨蒿河、六洞河、重安江、巴拉河、南哨河、亮江、龙江河、洪州河、平永河、双江河等10条。清水江在州内河道长度超过350公里，州内河道长度在100公里以上的还有氵舞阳河、都柳江、亮江、六洞河、龙江河、巴拉河、寨蒿河等。

    清水江系沅江上游干流，自西向东流经丹寨、麻江、凯里、黄平、施秉、台江、剑河、锦屏、天柱9县市，州境河道长376公里，流域面积14769平方公里。清水江主要支流有重安江、巴拉河、南哨河、乌下江、八卦河、亮江、鉴江等。

    氵舞阳河系沅江主要支流，自西向东流经黄平、施秉、镇远、岑巩4县，州境河道长166公里，流域面积为5106平方公里。氵舞阳河主要支流有杉木河、龙江河、车坝河等。

    都柳江系西江干流融水上源，自西向东南流经榕江、从江2县，州境河道长141公里，流域面积为8802平方公里。都柳江主要支流有寨蒿河、永乐河、污牛河、宰便河、平正河、双江河等。

    全州多年平均地表水年径流总量为191亿立方米，地下水资源一般年总量约为26亿立方米。全州水能蕴藏量为262万千瓦，可开发量为172万千瓦，水力资源多集中在各河流上游和干流中、下游的峡谷区。

【土地土壤】 黔东南州土地面积为30337平方公里，折合4550.6万亩，占全省土地总面积的17.2%。在全州土地面积中，有耕地270万亩，占5.9%；园地5.1万亩，占0.11%；林地2311万亩，占50.8%；牧草地525.36。万亩，占11.56%；城乡居民及工矿点用地46.89万亩，占1.03%；交通用地19.29万亩，占0.42%；水面占地66.35万亩，占1.46%；荒草坡地1286.83万亩，占28.27%；难利用地19.45万亩，占0.43%。

    自治州土壤有红壤、黄壤、黄红壤、红色石灰土、黑色石灰土、紫色土、粗骨土、沼泽土、潮土、山地草甸土、水稻土等11个土类、26个亚类、6个土属，222个土种，分属7个土纲。其中，红壤面积为466.92万亩，占全州总面积的10.26%，主要分布在天柱、锦屏、黎平、从江、榕江等县海拔500米以下的丘陵盆地；黄壤面积为2867.9万亩，占全州总面积的63.02%，分布于全州各地海拔500~1000米山地；黄棕壤面积为53.35万亩，占全州总面积的1.17%，分布于海拔1500~1800米的雷公山、月亮山、佛顶山等中山地带；紫色土面积为50.24万亩，占全州总面积1.10%，主要分布在施秉县及黄平谷陇、旧州，天柱邦洞、蓝田等地；黑色石灰土面积为456.87万亩，占全州总面积的10.04%，主要分布于凯里、麻江、丹寨 、黄平、施秉、镇远、岑巩等县；水稻土面积为253.19万亩，占全州总面积的5.56%，全州各地均有分布，在海拔800米以下的宽谷盆地较为集中。

【森林植被】 黔东南境内群山叠翠，林木葱笼，森林资源丰富，盛产杉木，有“杉乡林海”之称。黔东南是全国重点林区之一，也是贵州省的主要用材林基地，全省10个林业重点县，有8个在黔东南。
　　
    1949年，境内林地面积约120万公顷，加上灌木林地，森林覆盖率为56%，活立木蓄积量达1亿立方米。随着工农业生产发展和人口的增长，商品材、民用材、薪炭材不断加大，森林资源因过量砍伐而逐渐减少。1985年，全州林地面积减至71.89万公顷，森林覆盖率降至26.7%，活立木蓄积量仅4789万立方米。20世纪90年代，大力进行人工造林和封山育林，同时推广节柴灶、以煤代柴等措施，森林资源逐年增加。2005年，全州有林地面积增至2440万亩，森林覆盖率升至53.68%，活立木蓄积量达1亿多立方米。

    州境植被繁杂多样，分布交错，依据国内植被分类的一般原则，境内植被可分为阔叶林、针叶林、针阔混交林、竹林、灌草丛和泥炭藓沼泽等多种不同类型。自治州境内植物种类繁多，是中国多种植物区系成分交叉荟萃的地区。