唐山地势北高南低，北部为山地，南部为平原。全市总面积约为13472平方公里。北部山地主要由低山丘陵和山间盆地组成，低山丘陵主要分布在北部的京山公路以北地区，面积为3396.6平方公里，占全市总面积的23.74%。山间盆地包括遵化城关、平安城、迁安城关等7个盆地，总面积为1931.5平方公里，占全市面积的13.5%。
山间河流谷地主要有洒河-滦河河谷、迁西罗屯滦河河谷、滦河-还乡河河谷等3条河谷，总面积为400.6平方公里，占全市总面积的2.8%。山麓台地主要分布在丰润、开平两处，共309.1平方公里，占全市面积2.16%。山前平原包括玉田山前冲洪积平原、还乡河-陡河山前冲积平原等，共3968.9平方公里，占全市面积27.74%，是该市主要的农业区域。
唐山市境内共有河流70多条，主要河流包括滦河、陡河、还乡河、沙河等。这些河流的境外流域面积共计53576.1平方公里，占总集水面积的95.0%。多年平均入境水量为32.56亿立方米。
唐山市属于暖温带半湿润季风型性气候区。冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨。春季气温变化大，易出现干旱天气。秋季天气逐渐变得干燥凉爽。唐山市夏季影响的主要天气系统包括东北低压、东蒙低涡、冷降、西来槽、横切变、黄河气旋及台风等。这些天气系统易引发风暴潮。
该市多年平均气温为10.6℃，1月份气温最低，月平均气温为-5～-8℃，最低气温可达-26℃；7月份气温最高，月平均气温为25～26℃，最高气温可达40℃。全市多年平均降水量为4.2mm，其中汛期降水量为526.5mm，占年降水量的82%左右。无霜期平均为180天，初霜期一般为10月上旬，终霜期在次年4月初。
唐山市的水热条件较好，适宜多种作物和干鲜果品的生长，特别是小麦、玉米、水稻、花生等作物。
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