地质 城厢区位于长乐—南澳断裂带与漳平—仙游东西向构造带的交汇处，大地构造属东亚新华夏第二隆起带的东部沉降带。构造单元西北部为闽东燕山断拗带的福鼎—云霄断陷带；东南部为闽东南沿海变质带。境内以东西向断裂构造为主。早期形成的漳平—仙游东西向断裂带沿木兰溪干流呈近东西走向横贯区境。该构造由一系列东西向复式褶皱和冲断裂组成，主要有：永春城关—仙游盖尾、郊尾—莆田黄石、笏石断裂等，东端穿过兴化平原直达兴化湾。断裂的长度一般为5公里左右，最长达12公里。挤压破碎带宽一般为3～5米，最宽处达50～70米。沿该断裂出露多处温泉，呈东西向展布的温泉在境内有城南乡木兰村的黄头、上杭桥及沟头村、广化寺附近一带。 新构造运动在境内的差异性升降表现为渐变过渡性。西北部地区沿断块上升较多，形成丘陵山地，一般海拔在300～500米之间；中部为低丘台地，处于地壳升降交错的山前地带；东南部的木兰溪下游是多组断裂切割成的断块，为相对下降幅度和缓的开阔地区，形成河海混合堆积的北洋平原(兴化平原的组成部分)，由细沙、粉砂、淤泥和海生物质等组成。 地貌 城厢区地貌总体是西北海拔较高，为丘陵山地，东南海拔低，地形开阔平坦，为北洋平原。境内的地貌组合分为3个不同类型。 侵蚀剥蚀—构造地貌　　低山，分布在西部和西北部边界地区，主要有鸡角髻、石官山，海拔高度500～600米。因受长期侵蚀作用及河流切割，山岭起伏变化较大，坡度一般在30度以上。面积1.33万亩，占全区总面积的11.22%。　　山间谷盆，分布西部和西北部山地，海拔200～300米。谷盆较小，形状不一，其延伸方向属构造谷盆，主要有白洋谷盆和朱坑谷盆。面积0.18万亩，占全区总面积的1.52%。　　侵蚀剥蚀地貌　　丘陵，分布于山地边缘、河谷两侧地区，海拔高度50～500米之间，坡度一般在10～25度。面积1.96万亩，占全区总面积的16.54%。　　台地，分布平原周围及河谷边缘的山前地带，海拔高度在50米以下，坡度在10度以下。面积2.01万亩，占全区总面积的16.96%。　　堆积地貌　　平原，分布在木兰溪、延寿溪下游的沿岸地区。地貌特征是海拔低(2～6米)，地势平，形成时代新。它在地貌发育过程中，既受流水剥蚀和河流的堆积作用，又受海洋动力的影响，形成河海混合堆积的北洋平原。面积6.37万亩，占全区总面积53.76%。 气候 城厢属南亚热带海洋性季风气候，四秀常青。季风明显，主要风向有东北风和西南风。冬、夏季风的风向随季节有明显的更替。冬季盛行偏北风，夏季盛行偏南风，春秋为风向转换季节。风力一般4～5级，最大达7级以上。大风日数多者，每月有20天左右，其持续时间短者1天，长者达10天左右。夏秋之交出现的台风，最多的年份达11次，最少的年份2次。　　冬暖夏热，区境终年气温适宜，年平均气温在19.0～20.2℃。东南部平原地区受海洋性气候影响，年平均气温>20℃；西北部处于山前地带，气温略低，年平均气温≥19℃。　　夏长冬短，夏季长达165天，占全年总天数45%。冬季最短，仅28天，占全年总天数8%。春秋对峙，占全年总天数47%。常年平均气温20℃，年平均日照1947小时，年平均水量为1300毫米，无霜期320—350天。 灾害性天气种类较多，主要有：暴雨、洪涝、干旱、台风等。 水文 区内河流属山地河流，其特点是：水量丰富，随季节变化大，流程短。主要河流有木兰溪、延寿溪、下磨溪。河流流向趋势均由西北向东南倾斜，自西向东，流入外海。　　木兰溪　　是境内最大的河流，发源于仙游县西苑乡仙西村黄坑桥头，流经仙游至莆田县华亭镇的濑溪入境，自西向东横贯境内的北洋平原，蜿蜒于木兰、肖厝、下黄、新溪、阔口、古山、埭里、荔浦、陡门、张镇、西洙、东阳等村，至毗邻的涵江区三江口注入兴化湾。全长105公里，境内长20.4公里。流域总面积1732平方公里，境内流域面积48.1平方公里。径流量：丰水年15.64亿立方米，平水年9.79亿立方米，枯水年5.59亿立方米(木兰陂控制站)。　　延寿溪　　是木兰溪在境内的最大支流，发源于仙游县钟山镇新连村林泉安，流经九鲤湖转入莆田县常太镇莒溪、东圳水库入区境，途经城郊乡的泗华、延寿、畅林、南郊、莘郊村至陡门村的草渚汇入木兰溪干流。全长51公里，境内长13.5公里。流域总面积386平方公里，境内流域面积24.2平方公里。平均坡降为千分之九点四。径流量：丰水年5.72亿立方米，平水年3.56亿立方米，枯水年2.00亿立方米(草渚控制站)。　　下磨溪　　又名北磨溪，发源于城南乡林桥村，流经城区、南门，至城郊乡陡门汇入木兰溪干流。全长4.1公里，流域面积6.7平方公里。该溪流是境内穿越市区的一条最大排洪河道，泄洪流量为18～24立方米/秒。