Do lãnh thổ rộng, vị trí địa lý, lịch sử phát triển lâu dài cùng sự phân hoá phức tạp của các hợp phần địa lý tự nhiên, hình thành nên khu vực đông bắc có các vùng địa lý tự nhiên khác nhau:
Vùng miền núi: Huyện Thạch Thành (có độ cao từ 200 – 250m so với mục nớc biển).
Vùng đồng bằng và ven biển: Huyện Hậu Lộc, Bỉm Sơn, Nga Sơn (có độ cao từ 4 – 20m so với mục nớc biển). Riêng huyện Hà Trung nằm trên 2 tiểu vùng. Phía tây là trung du miền núi, phía đông là đồng bằng.
* Nếu xét theo sự phân bố địa phơng:
+ Vùng đồng bằng và ven biển có 74 loài (chiếm 88.09%), trong đó ở huyện Hà Trung có số loài phân bố nhiều nhất là 47 loài (chiếm 55.95%).
+ Vùng miền núi có 56 loài (chiếm 66.6%).
* Nếu xét theo hệ thống sông Bởi và sông Hoạt số loài nh sau:
+ Số loài chung gặp ở 2 hệ thống sông Bởi và sông Hoạt là 44 loài (chiếm 52.38%).
+ Số loài chỉ gặp ở hệ thống sông Bởi là 11 loài (chiếm 13.2%). + Số loài chỉ gặp ở hệ thống sông Hoạt là 29 loài (chiếm 34.5%).
Đặc biệt, ở hệ thống sông Hoạt có 13 loài có nguồn gốc nớc lợ hoặc từ biển (bảng 3.3).
Bảng 3.3. Những loài có nguồn gốc nớc lợ hoặc từ biển
TT Tên Việt Nam Tên khoa học
1 Cá Lành canh Coilia grayii Richardson, 1844
2 Cá Mòi cờ Clupanodon thrissa (Linnaeus, 1758) 3 Cá Mòi chấm Konosirus punctatus Schlegel, 1846 4 Cá úc Arius arius (Hamilton, 1822)
5 Cá Kìm Hyporhamphus sinensis (Gunther, 1856) 6 Cá Sơn một màu Apogon monochrous (Bleeker, 1850) 7 Cá Bống râu Triaenopogon barbutus (Gunther, 1861) 8 Cá Bống cấu Butis butis (Hamilton & Buchanan, 1822) 9 Cá Bống bớp Bostrichthys sinensis (Lacépède, 1802)
10 Cá Bống thụt Brachyamblyopus brachysomus (Bleeker, 1853) 11 Cá Nhàm xám Taenioides eruptionis (Bleeker, 1849)
12 Cá Thòi lòi thô Periophthalmodon schlosseri (Pallas, 1769) 13 Cá Bơn Cynoglossus trigrammus Gunther, 1862