天津早期是茫茫大海。天津陆地是在漫长的历史时期海退陆进逐步形成的。

　　地质构造：天津地区由太古界、元古界、古生界、中生界及新生界地层组成。天津在我国地质构造体系中，处于燕山纬向构造体系与新华夏构造体系的交接部位。天津市区处于沧县隆起的北端。

　　地貌：天津地貌特征是北高南低、西高东低。最高峰八仙桌子（又名蝈蝈笼子）海拔1052米，最低处大沽口海拔为零。地貌类型可划分为山地、丘陵、平原、海岸带四类。山地面积约651平方公里，占总面积的5.75%，主要分布在蓟县北部。丘陵海拔在200米以下，相对高度50～100米，分布在蓟县的燕山南侧。平原是天津陆地的主体部分，有10664平方公里，占总面积的94%，分布在燕山之南至渤海之滨的广大地区。

　　气候：天津位于中纬度欧亚大陆东岸。四季分明，景象多姿。介于大陆性与海洋性气候的过渡带上，属暖温带半湿润季风型气候。气候的主要特征是季风显著，气温差较大。冬季多为偏北风，寒冷、干燥、降水少；夏季多东南风、偏南风，高温、降水集中。天津年平均气温在摄氏11℃以上，平均无霜期为190天左右，年平均降水量在600毫米左右，年平均日照射2610～3090小时。