Thanh Hoá là một tỉnh lớn của Bắc Trung Bộ có toạ độ địa lý:

            - Điểm cực Bắc: 20040’B (tại xã Tam Chung – huyện Quan Hoá)

            - Điểm cực Nam: 19018’B (tại xã Hải Thượng – Tĩnh Gia)

            - Điểm cực Đông: 106004’Đ (tại xã Nga Điền – Nga Sơn)

            - Điểm cực Tây: 104022’Đ (tại chân núi Pu Lang – huyện Quan Hóa)

            Thanh Hoá có lãnh thổ rộng lớn: 11.129,48 km2, là tỉnh có diện tích lớn thứ 5 trong cả nước. Về vị trí địa lý, Thanh Hóa tiếp giáp với các tỉnh và nước bạn như sau:

            - Phía Bắc: giáp 3 tỉnh, gồm: Sơn La, Hoà Bình, Ninh Bình với đường ranh giới dài 175km.

            - Phía Nam : giáp Nghệ An với đường ranh giới dài 160 km

            - Phía Đông: giáp biển Đông với chiều dài đường bờ biển 102 km.

            - Phía Tây: giáp tỉnh Hủa Phăn của nước CHDCND Lào với đường biên giới dài 192km.

            Thanh hoá nằm ở vị trí trung chuyển giữa các tỉnh phía Bắc và các tỉnh phía Nam nước ta. Trong lịch sử nơi đây từng là căn cứ địa vững chắc chống ngoại xâm, là kho nhân tài vật lực phục vụ tiền tuyến.

            Tỉnh Thanh Hoá nằm trong khu vực chịu ảnh hưởng của vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ. Với 102 km đường bờ biển ở đây có thể phát triển hoạt động du lịch, khai thác cảng biển; có đường quốc lộ 1A, đường Hồ Chí Minh, đường sắt xuyên Việt và sân bay Thọ Xuân. Thêm vào đó, Thanh Hóa có quy mô diện tích lớn với nhiều vùng sinh thái khác nhau.

Đặc điểm về vị trí địa lý trở thành một trong những điều kiện thuận lợi cho sự phát triển kinh tế, văn hóa - xã hội của tỉnh Thanh Hóa.

II. Địa chất.

            Trong quá trình tồn tại, lãnh thổ Việt Nam nói chung và Thanh Hoá nói riêng đã trải qua nhiều chấn động địa chất lớn. Vỏ trái đất được cấu tạo phức tạp và trong quá trình thành tạo, chịu tác động của nhiều lực khác nhau, liên quan đến nhiệt năng trong lòng đất và năng lượng của mặt trời. Những quá trình nội sinh như tạo sơn, núi lửa, động đất… làm địa hình không đều và tạo thành các đá mắc ma và biến chất có liên quan đến chúng. Những quá trình ngoại sinh như phong hoá đá, tác động của nước, gió, băng hà xuất hiện biển… làm biến đổi địa hình và tạo ra đá trầm tích.

            Các chấn động uốn nếp làm nảy sinh hiện tượng tạo sơn mãnh liệt. Đoạn uốn nếp Tam Điệp là mốc kết thúc giai đoạn “biển tiến” tạo ra bán đảo Đông Dương. Do vận động địa chất lãnh thổ Thanh Hoá nâng lên thành núi, đồi uốn nếp, xếp nếp, chia khối phân tầng… phức tạp và đa dạng. Trải qua 120 triệu năm chịu ảnh hưởng của chấn động tạo sơn Himalaya, lục địa Thanh Hoá có hiện tượng nâng lên, lún xuống và tiếp tục bị phong hoá. Kết quả là một số núi biến thành đồi, một số vùng biển được lấp đi thành châu thổ phì nhiêu như hiện nay. Cũng do hiện tượng nâng lên lún xuống, mắc ma trào lên mặt đất và đáy biển hình thành nên những loại đá quý, những dãy núi granit.

III. Địa hình  

1. Đặc điểm chung:

Địa hình Thanh Hoá khá phức tạp, chia cắt nhiều và thấp dần theo hướng Tây - Đông. Từ phía Tây sang phía Đông có các dải địa hình núi, trung du, đồng bằng và ven biển. Trong tổng diện tích 11.129,48 km2 thì địa hình núi, trung du chiếm 73,3% ; đồng bằng 16% và vùng ven biển 10,7%.

1. Các nhân tố ảnh hưởng đến sự hình thành phát triển của địa hình.

Địa hình núi trung du gắn liền với hệ núi cao phía Tây Bắc và hệ núi Trường Sơn ở phía Nam. Đó là dải địa hình nằm ở rìa ngoài của miền Tây Nam Bắc Bộ đang được nâng lên, tiếp giáp với miền sụt võng là các đồng bằng châu thổ. Đây là những khu vực núi thấp uốn nếp được cấu tạo bằng nhiều loại đá khác nhau, từ các đá trầm tích (đá phiến, đá vôi, cát kết, cuội kết, sỏi kết…) đến các đá phun trào (riolit, bazan), đá xâm nhập (granit), đá biến chất (đá hoa). Chúng nằm xen kẽ với nhau, có khi lồng vào nhau và điều đó làm cho phong cảnh thay đổi không ngừng.

Địa hình đồng bằng được hình thành bởi sự bồi tụ của các hệ thống sông Mã, sông Chu, sông Yên.

Còn dải địa hình ven biển như sau: với các đảo đá vôi rải rác ngoài vụng biển, dòng phù sa ven bờ được đưa ra từ các cửa sông đã tạo nên những trầm tích dưới dạng mũi tên cát cô lập dần những khoảng biển ở phía trong và biến chúng thành những đầm nước mặn. Những đầm này về sau bị phù sa sông lấp dần, còn những mũi tên cát thì ngày càng phát triển rộng thêm, nối những cồn cát duyên hải thành những chuỗi dài chạy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam dạng xoè nan quạt.

1. Các khu vực địa hình.

Bao gồm  có 3 dạng địa hình: núi và trung du; đồng bằng ven biển.

 - Địa hình núi có độ cao trung bình 600 -700m, độ dốc trên 250; ở đây có những đỉnh núi cao như Tà Leo (1560 m) ở hữu ngạn sông Chu, Bù Ginh (1291m) ở tả ngạn sông Chu.

- Địa hình trung du có độ cao trung bình 150 – 200m, độ dốc 12 - 200, chủ yếu là các dạng đồi thấp, đỉnh bằng, sườn thoải. Dạng địa hình này rất đặc biệt, chỉ nhấp nhô lượn sóng và rất thoải.

       Dạng địa hình núi và trung du phân bố ở 11 huyện miền núi của tỉnh; là điều kiện thuận lợi để phát triển các ngành nông - lâm nghiệp với các loại cây lâm sản và các cây như đậu, chè, lạc, mía… các cây trồng nói trên là cơ sở để phát triển ngành chế biến nông - lâm  sản của Thanh Hoá.

- Đồng bằng châu thổ Thanh Hoá được cấu tạo bởi phù sa hiện đại, trải dài trên một bề mặt rộng hơi nghiêng về phía biển ở mé Đông Nam. Rìa Bắc và Tây Bắc là dải đất cao được cấu tạo bởi phù sa cũ của sông Mã, sông Chu, cao từ 2 - 15m. Trên đồng bằng nhô lên một số đồi núi có độ cao trung bình 200 - 300m được cấu tạo bằng nhiều loại đá khác nhau. Còn vùng ven biển phân bố chủ yếu ở các huyện, thị xã: Sầm Sơn, Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hoá, Quảng Xương, Tĩnh Gia. Trên địa hình này có các vùng sình lầy ở Nga Sơn và các cửa sông Mã, sông Yên… Vùng đất cát ven biển nằm ở phía trong các bãi cát, có độ cao trung bình từ 3 - 6m, ở phía Nam Tĩnh Gia, chúng có dạng sống trâu do các dãy đồi kéo dài ra biển. Bờ biển của đồng bằng Thanh Hoá là bờ biển phẳng với thềm lục địa tương đối nông và rộng. Trên địa hình ven biển này có nhiều bãi tắm nổi tiếng, như: Sầm Sơn, Hải Hòa, Hải Tiến. Đây là một trong những điểm du lịch hấp dẫn thu hút khách du lịch trong và ngoài nước.

Về địa hình của Thanh Hoá rất phong phú, đa dạng; là điều kiện để Thanh Hoá phát triển các ngành nông - lâm - ngư nghiệp toàn diện và cho phép chuyển dịch cơ cấu dễ dàng trong nội bộ từng ngành. Nhiều cảnh quan đẹp kết hợp giữa rừng - biển - đồng bằng là điều kiện để phát triển du lịch, dịch vụ. Độ cao chênh lệch giữa các vùng miền núi, trung du, đồng bằng với nhiều hệ thống sông suối, tạo ra tiềm năng thuỷ điện khá phong phú…