地形學
在山東省，中部山巒突起，西南、西北低窪平坦，東部平緩丘陵，形成了以山地丘陵為骨架，平原盆地縱橫交錯的地形總趨勢。泰山是山東省的最高峰，海拔1532.7米。黃河三角洲壹般海拔2-10米，是山東省最低的陸地。
山東省得天獨厚的自然稟賦，山地面積22726.80平方公裏，占全省面積的14.59%，水面面積6988.92平方公裏，占全省面積的4.49%，林地面積24894.46平方公裏，占全省面積的15.98%。耕地面積83845.42平方公裏，占全省面積的53.82%；湖泊面積1348.55平方公裏，占全省的0.87%。
境內地貌復雜，大致可分為中山、低山、丘陵、臺地、盆地、山前平原、黃河沖積扇、黃河平原、黃河三角洲等九種基本地貌類型。平原面積占全省面積的65.56%，主要分布在魯西北和魯西南部分地區。平臺面積占全省的4.46%，主要分布在東部地區。丘陵面積占全省面積的15.39%，主要分布在東部和魯西南部分地區。山區面積占全省的14.59%，主要分布在魯中和魯西南的部分地區。
境內主要山脈集中在魯中南部山區和膠東丘陵地區。屬於魯中南部山區，主要由片麻巖和花崗片麻巖組成；屬於膠東丘陵地區，由花崗巖組成。泰山、蒙山、嶗山、廬山、嶧山、徂徠山、昆崳山、九頂山、大澤山絕對高度超過700米，面積超過150平方公裏。
氣候
山東的氣候屬於暖溫帶季風氣候類型。降水集中，雨熱同季，春秋短，冬夏長。年平均氣溫為11℃-14℃，山東省氣溫的區域差異大於南北。全年無霜期從東北沿海向西南方向遞增，魯北和膠東為180天，魯西南為220天。
山東省光照資源豐富，平均光照2290-2890小時，熱量條件可滿足農作物壹年兩熟的需要。年平均降水量壹般在550-950毫米之間，自東南向西北遞減。降水的季節分布很不均勻。全年60%-70%的降水集中在夏季，冬、春、深秋易澇易旱，對農業生產影響最大。
水文學
山東省屬於黃河、淮河和海洋。山東省的主要河流是南四湖、東平湖、白雲湖、青沙湖和馬達湖，除了黃河貫穿東西，大運河貫穿南北。
山東省水資源主要來源於大氣降水，多年平均降水量676.5毫米，多年平均天然徑流量222.9億立方米，多年平均地下水資源量654.38+05.26億立方米，經過重復計算，多年平均淡水資源量305.8億立方米。此外，黃河多年平均來水量為385.8億立方米，上世紀90年代因幹旱減少至222億立方米。
自然資源
淡水資源
山東屬於黃河、淮河和大海。根據山東省1956 ~ 2000年實測資料分析，山東省多年平均年降水量679.5mm，多年平均水資源總量303.07億立方米，其中地表水資源1983億立方米，地下水資源多年平均1654億立方米(地表水和地下水重復計算59.8億立方米)。黃河水是山東主要可利用的客水資源，每年進入山東的水量為359.5億立方米。根據國務院辦公廳批準的黃河水量分配方案，壹般用水年山東可利用黃河水70億立方米。
長江水是南水北調東線工程建成後山東省可利用的又壹大客水資源。根據南水北調水資源規劃，山東省壹期調水65438+4.67億立方米，二期調水3452萬立方米。山東省水資源的主要特點是:水資源總量不足；人均和每畝占有量小；水資源的區域分布不均衡；年份之間的變化是劇烈的；地表水和地下水密切相關。山東省水資源總量僅占全國水資源總量的1.09%，人均水資源量334立方米，僅為全國人均水資源量的14.9%(不到1/6)，世界人均水資源量的4.0%(1/25)，在全國各省(市、市)中位居前列。
海洋資源
山東近海水域占渤海、黃海總面積的37%，灘塗面積占全國的15%。在近海棲息和洄遊的魚蝦有260多種，其中主要經濟魚類40多種，經濟價值高並有壹定產量的蝦蟹類近20種，淺海灘塗貝類100多種，經濟價值高的有20多種。其中蝦、扇貝、鮑魚、海參、海膽等海洋珍品產量居全國首位。藻類131種，有較高經濟價值的有近50種。其中海帶、裙帶菜、菜花是重要的養殖品種。山東是中國四大海鹽產區之壹，豐富的地下鹵水資源為山東鹽業和鹽化工業的發展提供了得天獨厚的條件。此外，山東內陸水域面積26.7萬公頃，淡水植物40余種，淡水魚蝦70余種，其中以經濟魚蝦為主的有20余種。[21]
土地資源
按照壹級分類，山東土地利用類型可分為耕地、園地、林地、草地、城鄉居民點、工礦用地、交通用地、水域和未利用地八大類，特點是復墾率高，後備資源少。受生物、氣候、地理等因素影響，山東省土壤種類繁多，共有15個土壤類型，36個亞類，85個土屬，257個土壤類型。適合農田和園林的土壤主要有65，438+05個土壤類型，包括潮土、棕壤、褐土、蔣莎黑土、水稻土和粗骨土。[21]
山東省土地總面積15712600公頃，約占全國土地總面積的1.63%，在全國排名19。其中，農用地11566000公頃，占土地總面積的73438+0%；建設用地251.1，000公頃，占總用地面積的15.98%；未利用土地654.38+0.636萬公頃，占總土地面積的654.38+0.4438+0%。農用地中，耕地751.5萬公頃，占土地總面積的47.8%；園地1.007萬公頃，占6.40%；1.357萬公頃林地，占8.6%；草地3.4萬公頃，占0.2%；其他農業用地為654.38+0.653萬公頃，占總面積的654.38+0.5%。建設用地中，居住區和工礦用地209.3萬公頃，占13.3%；交通用地654.38+0.63萬公頃，占654.38+0.0%；水利設施用地25.5萬公頃，占1.6%。山東省人均耕地0.08公頃(1.20畝)。
礦產資源
截止2010年底，山東省已發現礦產150種(貝殼砂、卵石、彩石未納入國家統計)，已發現資源81種，包括石油、天然氣、煤炭、地熱等7種能源礦產。金、鐵、銅、鋁、鋅等25種金屬礦產；石墨、石膏、滑石、金剛石、藍寶石等46種非金屬礦產；有地下水、礦泉水等3種水氣礦產。已查明2560個礦產儲量(不包括伴生礦產儲量)。
山東礦產資源豐富，在全國占有重要地位。全國前5名有44種，全國前10有69種，大部分是非金屬礦。國民經濟所依賴的支柱礦產有15種，已全部確定。其中，石油、鐵、鋁、金、鉀鹽、鹽礦、石灰石等礦產儲量居全國前10位。據2010年末全國總儲量統計，山東以1種金、鉿、天然硫、石膏等礦產資源在全國排名1。排在全國第二位的是10種菱鎂礦和金剛石；排在第三位的是10種石油、鈷、鋯；第四位是耐火粘土、滑石、明礬石五種；排名第五的是油頁巖、鐵礦石等8種；排在第六位的有重晶石、鉀鹽六種；排在第七位的是鋁土礦和紅柱石八種；排在第八位的是鹽礦、長石等五種；排名第九的是方解石、石棉等五種；排名10，有1種煤。
生物資源
山東有植物3100余種，其中野生經濟植物645種。樹木有600多種，隸屬於74種209屬，主要是北溫帶的針葉樹和闊葉樹。有果樹90種，隸屬於16科34屬，因此山東被稱為“北方落葉果樹王國”。中草藥有800多種，植物有700多種。
山東是全國糧食作物和經濟作物的重點產區，素有“糧棉油之倉、水果水產品之鄉”的美譽。小麥、玉米、紅薯、大豆、谷子、高粱、棉花、花生、烤煙、大麻等產量都很大，在全國占有重要地位。
陸生野生脊椎動物500種，其中哺乳動物73種，鳥類(含亞種)406種，爬行動物28種，兩棲動物10種。陸生無脊椎動物尤其是昆蟲種類繁多，居中國同類物種之首。山東省動物中，國家壹、二級保護的珍稀動物有71種，其中國家壹級保護的有16種。