湛江的陸地大部分由半島和島嶼組成，多為海拔100米以下的臺階地。全市總面積中，平原佔66.0%，丘陵佔30.6%，山區佔3.4%。

半島緩坡臺地，三面臨海，臺地略有起伏，無明顯峰谷，地勢較平緩，坡度3-5度。在大片緩坡地之間有水田、小溪或沖刷溝等切割。以火山噴發遺蹟的小山較高，地勢向四周逐漸變低。較高的山嶺有螺崗嶺（海拔223米）、仕禮嶺（海拔226米）、石卯嶺（海拔259米）、石板嶺（海拔245米）。螺崗嶺以南地勢平緩，東西部皆為臺地，臺頂平坦，周邊較陡。

沿海平原區，以河流沖積的濱海平原為主，部分為濱海臺地，地勢平緩，起伏極微，坡度1-4度。濱海平原海拔0.8-3米。區內河流縱橫交錯。

湛江海岸線長達1556公里，約佔全省海岸線的2/5和全國的1/10，為全省之最；擁有148.7萬畝海洋灘塗，佔全省的48%，也是全省之最。

湛江東海島面積達286平方公里，為全省最大的島嶼，是全國第五大島嶼。

湛江地處北迴歸線以南的低緯地區，屬熱帶和亞熱帶季風氣候，終年受海洋氣候調節，冬無嚴寒，夏無酷暑。年平均氣溫23℃，年平均雨量1417-1802毫米。4-9月為多雨季節，8月雨量最多；10-3月雨量較少，常有旱情出現。夏秋之間熱帶風暴和颱風較為頻繁。年平均日照時數1817-2106小時，年≥10℃積溫8309-8519℃。低壓、熱帶風暴、颱風登陸影響頻繁。據建國後的統計，從1951-1990年40年間，登陸和影響本市的7級以上臺風82個，每年平均2.05個；雷暴日數多，年均雷暴日85-108天。