一地理
1．地质
三明市境域地层结构发育完整。其地史演变基本上可划分为六个阶段：晚太古代---早元古代；中元古代---晚元古代早期；震旦纪---早古生代；晚古生代---早中生代；晚三叠世---白垩纪；新生代。地层结构发育完整，自下元古界至新生界共有12个系，37个地层单元包括变质岩、侵入岩、火山岩、沉积岩四大岩类。最古老的岩石层分布于建宁一带的晚太古代天井坪组，是华夏古陆核的组成部分，代表福建省最古老的岩石层。由于三明地跨福建三大构造单元，地质结构上存在四条断裂带：沙县-南日岛北西向断裂带，途经泰宁、将乐、沙县、尤溪等地；永安-晋江北西向断裂带，途经明溪、永安、大田等地；邵武-河源北东向断裂带，途经泰宁、建宁、宁化等地；政和-海丰北东向断裂带，贯穿尤溪、大田、永安、沙县及三明城区。
2．地貌
境内在全国地貌区划中属华东华南低山与丘陵大区中的东南沿海低山与丘陵区，又可分为闽浙流纹岩的低山和中山区、闽西北低山与中山区、闽西南低山与丘陵区和沙溪河谷区4个地貌分区。其类型与特征按地貌的成因及形态可分为四种地貌类型：流水地貌、丹霞地貌、喀斯特地貌和其他地貌。其中，泰宁县的丹霞地貌面积居全省之首。泰宁县境域丹霞地貌总面积达00多平方公里，是武夷山的四倍，居福建省之首，而且正处于壮年期，是发育最好时期。泰宁丹霞地貌由金湖、上青溪、状元岩、猫儿山、大布龙王岩等10多个古盆地组成，其中金湖、上青溪又是我国面积最大的水上丹霞地貌区，岩槽发育典型，丹霞岩洞发育好，岩槽壁蜂窝状，造型丰富，千姿百态，雄伟壮观。
境内以中低山及丘陵为主，北西部为武夷山脉，中部为玳瑁山脉，东南角依傍戴云山脉。峰峦耸峙，低丘起伏，溪流密布，河谷与盆地错落其间，全境地势总体上西南部高，北东部低，海拔最高（建宁白石顶）1858米，最低50米。
3．山脉
境内主要山脉有武夷山脉（南段）、杉岭山脉（南段）、宝台山脉、龙栖山脉、玳瑁山脉和戴云山脉，走向北东---北北东。海拔1000米以上的高峰有数百座，已命名的千米以上山峰有武夷山脉中的叶竹隘山、三仙岩、风门碣等35座；杉岭山脉（南段）中的殳山、老鸦寨、项高岽等53座；宝台山脉中有羊角峰、三层旗、莲花山等11座；龙栖山脉中有鸡心岽、马坑峡、雪峰山等35座；玳瑁山脉（北段）中的大峰山、五峰山、莲花山等165座；戴云山脉中的老鹰嘴、顶宫仙、天湖顶等111座。位于建宁县金溪乡，属于杉岭山脉的金铙山主峰白石顶海拔1857．7米，为三明境域最高峰。
4．土壤
境内气候温湿，植被茂盛，土层较深厚，土壤中硅、钙、镁、钾、钠盐基淋失严重，而铁铝氧化物含量很高，一般呈酸性，PH值5～6；生物富集显著，有机质含量丰富，但速效磷、速效钾含量较缺，且由于人为耕作影响，致使土壤性态发生不同程度的变化。三明市非耕地土壤分为6个土类，13个亚类，48个土属；耕地土壤分为6个土类，9个亚类，21个土属，99个土种。
5．植被
境域位于中亚热带，南北亚热带生物区系在此交汇，地形复杂，野生植物非常丰富，植被茂盛。同时这里还是中国第四纪冰川期植物的避难地之一，因而保留了许多史前珍贵的“孑遗植物”。根据中国植物区系分区，三明市属于泛北极植物区中中国-日本森林植物亚区华东分区。而其植被区划则属中国东部湿润森林区中常年温湿的亚热带照叶林带。按主要植被类型的优势种类，又可分为闽浙赣常绿半常绿照叶林省和南岭东部山地常绿照叶林省两个植被区划区。闽浙赣常绿半常绿照叶林省在福建省仅有一个次一级植被区划单位，即闽北武夷山常绿槠类半常绿栎类照叶林区，三明市仅有将乐县、泰宁县、建宁县的部分地区属之。南岭东部山地常绿照叶林省又分为两个植被小区，其界线大致自顺昌埔上经夏茂镇西、岩前、贡川、永安市区西、西洋林田至紫云洞山一线。该线以西为闽西博平岭山地常绿槠类照叶林小区，范围包括宁化、清流、明溪的全部，将乐、泰宁、建宁、永安的大部分，沙县、三元区、梅列区的小部分。该线以东为闽中东戴云山-鹫峰山脉常绿槠类照叶林小区，范围包括大田、尤溪的全部，沙县、三元区、梅列区的大部分以及永安市的上坪、槐南、青水、西洋镇（一小部分）等地。植被种类以亚热带植物区系为主，包含有部分第三纪孑遗植物。
二气象
1．气候
三明市地处沿海低纬度区，气候属中亚热带季风气候区，宁化、清流、建宁、泰宁、明溪、将乐高海拔山区为中亚热带气候；南部、东南部的尤溪、沙县、三明市区及永安、大田的低海拔区具有南亚热带气候特点。境内气候总特征是气候温暖湿润，四季分明，雨量充沛；夏半年多东风，炎热多雨；冬半年多东北风，寒冷干燥。由于境域内地形差异很大又可造成局部性小气候，特别是垂直分布的小区域气候差异更大，常有“一山有四季，十里不同天”的立体气候。
造成三明市气候特征的主要因素有两点：三明处于福建西部的中段地带，属于低纬度区，光照时间长，年平均日照时数可达1727．1～1897．5小时，气温较高，同时受海洋影响较大；三明属中低山地区，地形、地貌、坡向、植被错综复杂，其中丘陵与盆谷占43．34％，山地占56．33％，千米以上山峰有54座。复杂的地形造成山区增温型气候与山区降温型气候，盆地与山地气候差异明显。
2．气温
全市的年平均气温为19．4℃。气温总体上具有四周期变化特点，气温1月最低，7月最高，春季趋向上升，秋季渐趋下降，气温日变化以日出前最低，午后最高。年平均气温17～19．4℃，南北相差2℃，总体上为西北部低，东南部高，河谷丘地高于山地。最冷月均在1月，各地变化较大，最低气温可达－10℃，最高也不超过10℃，极端低温可达－11．3℃。
最热的月份在7月，平均气温为27～28℃，极端高温可达0．5℃，平均日较差＜10℃。≥10℃的活动积温在4000～000℃之间变化，三明、沙县两地比较高可超过6000℃，海拔450米以上的地方都不适合种植双季稻。2012年，全市各县（市）平均气温在17．3℃（建宁）～20．2℃（永安）之间，与常年同期相比，除尤溪显著偏高，三明市区、永安、沙县偏高外，其余县（市）均属正常。年极端最低气温为－6．1℃，2月31日出现在建宁；年极端最高气温为39．9℃，7月4日出现在沙县。
3．日照
境内的日照时数比较充裕，年平均日照时数在1727．1～897．5小时，年日照百分率为38～43％，7月的日照时数最高，可达226～272小时，2月最小，为87～99小时，太阳总辐射量比较充足，可达120千卡／平方厘米，但在地域分布上有差异，总体呈南部高北部低的态势。2012年，全市各县（市）的日照在1353（将乐）～1554（宁化）小时之间，与常年相比，除将乐、尤溪偏少外，其余县（市）均属正常。
4．降水量
境内各县年降水量平均在1400～2000毫米之间，全市年平均降水量为1688毫米，属福建省丰水区。最大年降水量可达2422．4毫米（清流），最小降水量为904．6毫米；但各地降水量随海拔高度增高而增加。由于玳瑁山脉与戴云山脉的屏障作用，闽中谷地降雨偏少。三明市各县降雨的季节变化基本一致，3～4月为春季雨季，降水日数较多，而强度弱，一般占全年降水量的25～30％；5～6月为梅雨季，降水量多且强度大，占全年降水量的30～35％，月平均降水日数为15～20天，连续暴雨一般出现在本季；7～9月为台风雷雨季，不同地区变化较大，一般占全年降水量的20～27％，月平均降水日数为8～15天；10～11月为旱雨季，是全年的干旱季节，降水量占全年的12～14％，月平均降水日数为10～12天，最长连续无降水日一般在本季；偶尔也会出现连绵阴雨的烂冬天气。2012年，三明市年平均降水量2241．8毫米，折合水量15．03亿立方米，比多年平均值多32．6％，降水属偏丰年份。
三水文
1．河流
三明市境域溪河甚多，河流水面19486．67公顷，占全市水域面积的51．02％；河网密度大于0．13公里／平方公里。河流长度大于10公里的有90多条，多数属闽江水系，少数属汀江、九龙江和江西省琴江水系。河流干流大致顺构造线发育，走向呈北北东---南南西方向。但支流大多与构造线成正交或斜交。因各山地东南坡一般较西北坡和缓，所以各干流左侧支流均较右侧支流长，构成不对称的树枝状或格子状水系，仅明溪、清流等县花岗岩分布区常有放射状和环状水系。三明市地表径流丰富，多年平均水量约215．83亿立方米。不同保证率的年径流量：丰水年（P＝10％）297．37亿立方米，平水年（P＝50％）209．88亿立方米，偏枯年（P＝75％）171亿立方米，枯水年（P＝90％）141．86亿立方米。三明境内的闽江源流三大溪河：沙溪为三明市境内第一大溪，也是闽江上游三大支流（沙溪、建溪、富屯溪）之一，全长322公里，流域面积1770平方公里，年径流量96亿立方米；金溪是三明市第二大河流，全长253公里，流域面积7201平方公里；尤溪是闽江中游的一级支流，全长171公里，流域面积5436平方公里。012年，全市集雨面积在10平方公里以上的河流有250条，其中集雨面积100平方公里以上的河流有75条，都属山区性河流。
2．湖泊
境内湖泊少而小，湖泊水面5347．07公顷，占全市水域面积的0．14％。较大的湖泊有龙王潭、柘湖、星湖、天紫湖等。
龙王潭又称蛟湖，位于宁化县湖村张家湾，总面积1．20万平方米，水深94．6米，月平均流量23．87升／秒，属岩溶湖泊。