该区地势东南高，西北低的倾斜地势，由东南向西北依次是山区、丘陵、山前平原和黄河洼区，有"八山一洼一平原"之称。区内土质主要为棕壤土、褐土和沙风土。长清地处泰山隆起边缘。境内河流较多，主要有黄河、南北大沙河水系，还有玉符河、清水沟等河流。

该区由于地处中纬度地带的山东内陆，距渤海、黄海较远，东面又受胶东丘陵和鲁中南山区阻隔，故呈温暖带大陆性季风气候。气候四季分明，春季气候升温较快，多干旱;夏季炎热多雨;秋季天高气爽;冬季漫长、寒冷、少雨雪。年平均气温13.8度，年平均降水量623.1毫米。