地质构造复杂，火成岩分布极广，地层发育基本齐全，岩溶地貌广布、种类多样，岩类以红色砂砾岩、砂岩、变质岩、花岗岩和石灰岩为主。地处南岭山脉南部，全境在大地构造上处于华夏活化陆台的湘粤褶皱带地处南岭山脉南部，全境在大地构造上处于华夏活化陆台的湘粤褶皱带在地质历史上属间歇上升区，流水侵蚀作用强烈，造成峡谷众多、山地陡峻以及发育成各级夷平面，以山地丘陵地貌为主。仁化丹霞山一带以独特的红岩地貌闻名于世，2010年成为世界自然遗产，是中国典型的“丹霞地貌”所在地和命名地，面积约280平方公里，山群呈峰林结构，有各种奇峰异石600多座。南雄、坪石等盆地属红岩类型，南雄地处南岭山脉南部，全境在大地构造上处于华夏活化陆台的湘粤褶皱带地处南岭山脉南部，全境在大地构造上处于华夏活化陆台的湘粤褶皱盆地幅员较广，岩层有十分丰富的古生物化石。全市境内山峦起伏，高峰耸立，中低山广布。北部地势为全省最高，位于乳源、阳山、湖南省交界的石坑崆，海拔1902米，为广东第一高峰。市区南部地势较低，市区海拨在最低35米。