东莞地处珠江三角洲东北部，全市总面积2465平方公里。东邻惠州、博罗，南连深圳，毗邻香港；西与番禺隔海相望，北靠广州，位于穗港澳经济金三角的中间，从广州通往深圳的高速公路、铁路、水路都贯穿境内，是我国南方与香港及太平洋沿岸国家往来的重要通道和出口基地。

东莞市濒临南海，地处北回归线以南，属亚热带季风气候，具有夏长无冬、阳光充足、雨量充沛、气候温和、温差小及季风明显等特点，常年可耕作。但也常受台风、暴雨、春秋干旱、寒露风及霜冻的侵袭。按平均气温＜10℃为冬季，＞10℃～＜22℃为春秋季，＞22℃为夏季的气候特征划分季节，东莞市则没有气候意义上的冬季。

东莞地势自东南向西北倾斜，地形属平原丘陵型。东南部多山岭，尤以东部为最，且集中连片，起伏较大，海拔多在200米～600米之间，坡度30°左右。中部为丘陵台地区，以成片低山丘陵为特色。东北部接近东江河滨，陆地和河谷平原分布其中，海拔在30～80米之间，是地势起伏和缓，易于积水的埔田区。西北部是东江冲积而成的三角洲平原，地势低平，是水网纵横的围田区。西南部是滨临珠江口的冲积平原，地势平坦低洼，是受潮汐影响较大的沙咸田地区。

市境的96%属东江流域。东江干流自博罗、惠阳之间入境后，沿北部自东向西至桥头镇新开河口，有发源于深圳宝安石马河流入，至企石镇有企石河流入，至石龙镇分出南支流后，续流经石滩与来自增城的支流汇合，经市境的大盛注入狮子洋。南支流向西南，在峡口接纳市境中部的寒溪水后，续流经石碣、万江、道滘至沙田的泗盛，注入狮子洋。

综观东莞的自然环境，基本上可分为两大自然地理区，（一）东江平原及三角洲区；（二）中部和东南部山丘区。东江平原及三角洲区是东莞市主要平原地区，也是主要农业区域，由于北回归线以南，属热带区域，故热量比广州更为丰富，对本市发展农业极为有利。该区分布于市区北部东江干流南岸和市区西部东江三角洲地区，故可细分为两个不同小区，即东江泛滥平原和东江三角洲。前者以易受洪水威胁的低洼埔田区为主，排水是首要工程，1958年开挖东莞运河以解决涝害。东江三角洲以石龙为顶点，分南北二支流；北支流经新塘、麻涌入狮子洋；南支流经东莞厚街入狮子洋，其间有一级至三级河发育，成东江三角洲放射状河网区。三角洲平原是水稻和香蕉生产基地。三角洲外缘地区易受咸害。沙田不断发展，有利于农业耕地的增加，三角洲沿岸更是深水港良好基地。中部和东南部山丘区——这里是以低丘、台地为主的半山区，东南部属低山和中山（800米以上）地区，为石马河、寒溪水等暴流性山溪发源地。由于山地可截水量，故成为小河源头，除沿河有水稻土外，大部耕地以旱地、坡地为主，以草坡为多。东南冈丘区有898米高的银瓶咀山地，坡度达35度以上，云雾多，故山顶已有黄壤分布。热带季风雨林残迹仍可见到。

本市地带性植被为亚热带季风常绿林，植物资源丰富，种类繁多，部分偏远山区有较为完整的以樟科、桑科、茶科、壳科、五加科、金缕梅科等树种组成的次生林群落，大部分山地都有人工栽培的松科、杉科、桃金娘科、樟科、木麻黄科、无患子科、白兰科等树种。林下以灌木和蕨类植物为主，攀缠植物随处可见。山地植物多组成马尾松——桃金娘——芒萁群落和马尾松——鹧鸪草群落。荔枝、龙眼等果树均可在本市正常生长。

境内生物资源丰富，其中分布于东南山区和丘陵地带的野生哺乳类有水獭、野猪、山羊、穿山甲等十多种；鸟类43种；鱼类分属2纲15目38科共134种。此外，每年春秋二季还盛产禾花雀（黄胸滘）及禾虫（疣吻沙蚕），沿海地区的沙田，道滘等地厨师精心制作的“三禾宴”（禾虫、禾花雀、禾化鲤）脍灸人口，驰名海内外。

本市矿产资源主要有铁、钨、锡、钼、铋、锰、铜、硫铁等，但因品位低，储量少而尚未开采。此外，还有水晶石、钾长石、花岗石、片麻岩、腐殖酸土、黑白粘土、河沙等。最近，有关专家发现中堂镇“东向块段”盐矿储量丰富（约为5000万吨），开采前景良好，对促进市经济发展有重要的意义。