【地形地貌】属江汉平原向鄂南丘陵过渡地段，区境地形特征是中部高，西靠长江，东向湖区缓斜。地貌以第四系红色粘土组成的网状平原为主，其两侧为平坦的冲积平原，东侧为梁子湖底地。三种地貌形体基本平。丘陵地形主要分布在区境北部，呈东西向带状，横刻在网状平原和冲积平原之中。东部和西部为滨湖平源，地面高程约20～40米，中部和北部有成片海拔150米左右的岗丘。境内有大小山体118座，其中海拔在100米以上的有52座，八分山海拔272.3米，是区境内最高点。境内大小湖泊136处，主要湖泊有大沟湖、梁子湖、牛山湖、豹澥、鲁湖、后石湖、爷头湖、上涉湖、团墩湖、汤逊湖、青菱湖等。主要河流有长江、金水河流经西部。水面约占总面积39%。

　　【气候】　江夏区属中亚热带过渡的湿润季风气候。年平均气温介于15.9~17.9℃之间，历年平均值为16.8℃。年总降水量889.2~1862.6毫米，历年平均降水量为1347.7毫米。日照时数为1450~2050小时。温暖湿润、四季鲜明，亚热带大陆季风气候特征十分明显。但不同年型的光、热、水年季分布振幅较大，常形成旱涝灾害、低温、阴雨寡照，对工农业生产造成一定危害。

　　近30年(1975—2004年)的年平均气温为16.8℃，比前30年(1965年—1974年)平均气温高0.1℃。区境南北有气温差异，夏季最高气温北部高于南部，冬季最低气温北部低于南部。春季(3—5月)气温冷热变化大，降水量逐渐增多，常伴低温降雨。日平均气温稳定通过12℃的日期在3月31日(清明)前后，有利于早春作物的管理。夏季(6—8月)或暴雨频繁，或连续晴旱，易造成阶段性洪涝和干旱。1998年7月21日的48小时累计降雨量超过400毫米，创江夏区有记录之最。1999年6月22—30日出现4场暴雨，降水量467.8毫米，创本区有记录的同期之最。2000年6月下旬至8月上旬，连续43天特大伏旱也是历史同期绝无仅有。秋季(9—11月)多秋旱，平均降水量为225.4毫米，仅占年降水量的17%。40天以上的秋旱，平均为两年一遇。2001年8月中旬至10月上旬，连续51天伏秋大旱。但亦有个别年份秋雨连绵，出现“秋寒”。2000年10月，阴雨天达17天以上。冬季(12月至次年2月)寒冷少雨，时有冻害，雨雪量为152.3毫米，占年降水量11%，极端最低气温—9.2℃，比前20年周期极端最低气温值高3.2℃。1991年12月下旬出现大到暴雪天气，造成强度冰冻，小麦、油菜、柑橘等越冬农作物大面积冻害。

　　近30年(1975—2004年)的年日照时数为1797.8小时，比前30年(1965—1974年)日照时数少101.6小时，日照随季节的变化影响大，一般夏季最多，秋多于春，冬季最少。

　　1981—2000年间，3月下旬至4月上旬共出现低温冷害40次。其中，3月下旬30次，4月上旬10次。3月下旬出现概率为75%，平均每年一遇，4月上旬出现概率为25%，平均4年一遇。冬季降雪年年都有，但降雪后在地面形成积雪的日数不多(平均2~3天)，积雪深度为3~5厘米，大多集中在12月下旬至次年2月间，积雪较多的年份平均5年一遇。1995年1月，积雪最大深度为21厘米，持续时间为8天，为历年少见。

　　受季风影响，春季行东北风，夏季行东南或西南风，秋、冬季为偏北风。年平均风速1.8米每秒，一年中风力在8级及以上大风日数平均1~2天。风灾源于飓风和龙卷风。

　　【水文】　江夏区西临长江，东北、西南三面临湖，间以水库塘堰，形成江湖环抱之势。由于地势南北狭长而东西倾斜，境内水系呈离心扇形，按自然出江口划分：金水河水出金口入长江，梁子湖水出樊口闸，汤逊湖水出武泰闸。较大江河有长江和金水河，长江流经区境段长31.5公里，金水河的区境流程42公里，在金水闸入长江。较大的湖泊有：西凉湖、斧头湖系，由5个湖泊组成，与金水河相通;梁子湖系由3个湖泊组成，与长江相连;汤逊湖系由5个湖泊组成，积水由海口闸、陈山头闸和武泰闸流入长江。区境江河、湖泊、河滩、湖滩、水库等水域面积达6.467万公顷，占全区版图面积的三分之一。全区可养水面3.84万公顷，是武汉市水域面积最大的区。

　　【地质】　江夏区地层属杨子地层区的下杨子分区大冶小区。其质地以前震旦纪变质岩系为沉积基底，发育出古生代、中生代和新生代各纪地层，出露地表最老的地层为志留系，大部分地层被第四系掩盖。岩浆活动以梁子湖大断裂为界。东部岩浆活动强烈，西部岩浆活动微弱(江夏区属西部)。岩浆岩主要分布在梁子湖大断裂的舒安、湖泗一带。古生代及早、中三叠系地层的褶皱分布于区境北部。褶曲以紧密线状为主，少数呈现短轴状，轴迹均为北西向。纸坊城区以北的褶皱向南倒转，纸坊至乌龙泉一带转为正常。背斜构造向东延伸，到梁子湖有倾没的趋势，按出露状况可分为武东褶皱群和纸坊褶皱群。

　　断层和断裂。东西向断层以贺胜桥至湖泗断裂层为代表，露出长约8公里，断层在卫星照片上有线性显示。北西向断层集中于区境北部，地貌表现为沿地层走向延伸的丘陵山脊。北东向断层集中于八分山和乌龙泉一带。梁子湖断裂带在湖泗地区延伸入区境，梁子湖地区是中生代以来的凹陷区。

　　【土壤】　江夏区境属我国红壤的北部边缘，又是黄棕壤的南缘，滨江抱湖的地理位置有潮土分布。北部垅冈平原以黄棕壤和潮土为主，中部低丘垅冈平原皆为红壤，西部平原以潮土为主。

　　水稻土在区境达7.33万公顷，依水型又可划分为5个亚类(淹育型、潴育型、潜育型、沼泽型、侧渗型)。潮土在区境达4666.7公顷，分布于沿江滨湖地区，依石灰反应可分为潮土和灰潮土二个亚类。红壤在区境达5.6万公顷，分布于区境高垅冈的冈顶、冈面、冈坡及低丘上，土壤黏性大，PH值变幅在4.5~6之间，该土类划分为2个亚类、6个土属、23个土种。黄棕壤在区境面积达6000公顷，分布于区境北部。属红黄壤向棕壤、褐土过渡的土类，该土类有一个亚类一个土属。