- Khu đồng bằng Thanh Nghệ Tĩnh được phân định với đồng bằng Bắc Bộ bởi dãy núi đá vôi Ninh Bình.
- Ranh giới phía nam được vạch theo dãy Hoành Sơn. Phía đông giáp biển và phía tây giáp khu núi thấp Bắc Trường Sơn.
- Đây là khu mang tính chất chuyển tiếp từ đồng bằng tam giác châu điển hình ở phía bắc và đồng bằng ven biển rõ rệt hơn phía nam. Đây là kiểu đồng bằng bồi tụ tam giác châu và mài mòn - bồi tụ xen kẽ.
- Đồng bằng được phát triển trên phần rìa của các đới nham tướng sau đó được bồi tụ phù sa Đệ Tứ. Nền cứng bên dưới nằm không sâu khiến cho lớp phù sa mỏng và nhiều đồi núi nổi lên phân cách các đồng bằng. Các vịnh cửa sông không rộng nên có quá trình bồi tụ tam giác châu nhưng nhỏ hẹp. Về phía nam dải đồng bằng thu hẹp, sông nhỏ, ngắn và quá trình mài mòn bồi tích của biển cũng chiếm ưu thế rõ rệt.
- Khí hậu thể hiện rõ ảnh hưởng của biển. Bức chắn của dãy Trường Sơn làm giảm ảnh hưởng của gió mùa đông bắc và gió mùa tây nam, mùa đông bớt lạnh, giảm mưa phùn, mùa hạ nóng có gió Lào khô nóng hoạt động mạnh. Mùa mưa chậm dần sang thu đông và lũ cũng muộn dần, chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của bão.
Địa hình
- Đồng bằng Thanh - Nghệ -Tĩnh nhỏ, hẹp, kém bằng phẳng, hình thái địa mạo phức tạp hơn với nhiều đồi núi sót và các dải cồn cát ven biển.
- Đi từ bắc đến nam qua các đồng bằng sau:
+ Đồng bằng sông Mã – Chu là tam giác châu nhỏ, bao gồm ba dải:
* Dải đất cao ở phía tây, giáp đồi núi là thềm phù sa cũ. Châu thổ phù sa 3-4m có khi 8-10m, cấu tạo bởi đất cát pha, nhẹ. Trên mặt đồng bằng có những chỗ trũng, đó là vết tích của dòng sông cũ.
* Dải đất trũng ở giữa cao độ 1-2m cấu tạo bằng đất thịt nặng và pha sét, có đặc tính hơi chua, nơi có ảnh hưởng của cácbonnát thì trung tính.
* Dải cồn cát ven biển ở ngoài cùng cao 3-4m, về phía nam dải cồn cao hẳn lên. Hết loạt cồn thứ nhất là dải đất trũng luôn ngập nước, sông nhỏ quanh co.
+ Đồng bằng Nghệ An: Phía bắc là các đồng bằng Quỳnh Lưu, Diễn Châu, Yên Thành. Đây là những đồng bằng nhỏ ba mặt giáp núi, chỉ một mặt thông ra biển.
+ Các đồng bằng Hà Tĩnh nhỏ hẹp kém phì nhiêu hơn. Đồng bằng Can Lộc hẹp, nhiều nơi trũng thấp, đất mặn lấn sát chân núi. Đồng bằng Thạch Hà, Cẩm Xuyên cao hơn, diện tích đất mặn có phần bị thu hẹp, nhưng cồn cat, đụn cát lại khá phát triển.
Khí hậu
- Đồng Bằng Thanh Nghệ Tĩnh kéo dài từ bắc đến nam hơn 2 vĩ độ, do nằm ở vĩ độ thấp, nhất là từ Nghệ An vào và phần này nhờ sự che chắn của núi đá vôi Ninh Bình, tuy là thấp nhưng cũng làm giảm ảnh hưởng của không khí lạnh về mùa đông.
- Nhiệt độ ở đây cao hơn so với mùa đông ở đồng bằng Bắc Bộ. Do nằm sát với dãy Trường Sơn, về mùa hè chịu tác động của gió tây khô nóng. Mùa mưa ở đây kéo dài sang thu đông (Tại sao?), đó là những điểm khác nhau giữa đồng bằng này với đồng bằng Bắc Bộ.
Chế độ nhiệt
+ Sự phân hoá chế độ nhiệt khá đồng nhất trên toàn khu, mùa đông bắt đầu từ tháng 12 năm trước cho đến hết tháng 2, đầu tháng 3 năm sau, thời kì lạnh nhất là tháng 1, nhiệt độ trung bình trên 170C. Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối chưa bao giờ xuống dưới 0 0C.
+ Giữa hai mùa đông và hè có một mùa chuyển tiếp ngắn, mùa xuân chừng một tháng, với số ngày mưa phùn lớn hơn những tháng khác và mùa thu cũng khoảng 1 tháng. Nhiệt độ của hai tháng chuyển tiếp đều nằm trong phạm vi trên 20 0C.
+ Mùa hè dài hơn 7 tháng, từ tháng 4-10, có 5 tháng nhiệt độ trung bình vượt quá 28,5 0C, mùa hè cũng là thời kì xuất hiện gió tây khô nóng, thường bắt đầu từ tháng 4 nhưng mạnh và nhiều nhất là thàng 5- 8, nhiệt độ xấp xỉ 400C.
-Mùa đông ngắn, số ngày lạnh khoảng 50 ngày, về phía nam chỉ còn 40 ngày, không lạnh lắm, mùa hè kéo dài, số ngày nóng 120 đến 160 ngày, thời tiết khắc nghiệt, từ 30 đến 50 ngày khô nóng.
Chế độ mưa
Thanh Hoá mưa từ tháng 5-10, tới Vinh mưa kéo dài đến tháng 11, tời Kì Anh, Hà Tĩnh mưa kéo dài hết tháng 12 đến tháng 1 với lượng mưa vượt Thanh Hoá là 1000mm.
Nhìn chung mùa mưa bắt đầu chậm hơn ở ĐB BBộ khoảng gần một tháng, nhưng thời kì kết thúc mùa mưa ở phía nam đồng bằng như Kì Anh muộn hơn ĐBBB 2 tháng. Thời kì kết thúc mùa mưa ở đồng bằng Thanh- Nghệ -Tĩnh có sự chậm dần về phía nam cùng với xu thế tăng dần của lượng mưa. Tháng có lượng mưa lớn nhất trong toàn khu là tháng 9, từ Hà Tĩnh, Kì Anh là tháng 10 cũng là tháng có nhiều mưa bão trong khi đó lượng mưa tháng lớn nhất ở ĐBBB là tháng 8.
Nhờ có mùa mưa kéo dài 5-6 tháng và trùng vào thời kì nóng nhất mà nhiệt độ trung bình của mặt đất trong đồng bằng Thanh- Nghệ- Tĩnh chiếm cao hơn nhiệt độ không khí trung bình của các tháng tương ứng là hơn 2 0C, đôi chỗ trên 4 0C.
Thủy văn
- Phần lớn các sông đều ngắn dốc như sông Mã có độ dốc 28cm/km, các sông ở phía nam của khu còn dốc mạnh hơn. Những nhánh núi đâm ra biển phân cách sông ngòi khu đồng bằng Thanh Nghệ Tĩnh thành các hệ thống sông ngòi độc lập với nhau. Hệ thống lớn nhất là sông Mã, gồm sông Mã, sông Chu, sông Yên.
- Chế độ mưa bão và ảnh hưởng của gió tây khô nóng không đồng đều trong toàn khu đã tạo ra những diễn biến phức tạpvề chế độ thuỷ văn. Phía bắc khu Thanh -Nghệ -Tĩnh có lượng mưa năm nhỏ hơn ở phía nam nhưng gió tây khô nóng hoạt động mạnh hơn làm tăng cường khả năng bốc hơi và đã có ảnh hưởng đến dòng chảy sông ngòi đặc biệt là ở khu vực Nghệ An.
- Mùa lũ ở đồng bằng này thể hiện tính chậm dần từ bắc vào nam. Mùa lũ ở ĐB Thanh Hoá từ tháng 6- 10, Nghệ An từ tháng 8-11, Hà Tĩnh từ tháng 8-12. Đặc điểm này liên quan trực tiếp đến sự di chuyển của đường hội tụ nhiệt đới và chế độ mưa bão ở khu. Mùa lũ tuy dài 3-4 tháng, nhưng các đợt lũ lớn gây ngập úng chỉ trong thời gian ngắn. Điều này một mặt lên quan chặt chẽ tới các đợt mưa bão gây lũ, mặt khác do hệ thống sông ngắn và dốc, có khả năng tiêu thoát nhanh.
- Mùa cạn ở đồng bằng Thanh Nghệ Tĩnh không khắc nghiệt như ở đồng bằng Bắc Bộ. Lượng dòng chảy mùa lũ chênh với lượng dòng chảy mùa cạn không lớn lắm.
Nhờ có lượng nước vào mùa cạn còn khá, các hệ thống sông lại dốc, cho nên ảnh hưởng của thuỷ triều không có khả năng xâm nhập vào sâu như ở ĐBBB, biên độ thuỷ triều ở đây nhỏ hơn từ 2 đến 1m. Khu vực triều có khả năng xâm nhập chỉ quanh dải cồn ven biển. Về phía nam ảnh hưởng của thuỷ triều mạnh hơn do sông ở đây ngắn, lưu lượng nước mùa cạn nhỏ và khả năng bồi đắp phù sa chậm thuận lợi cho dòng triều xâm nhập vào đất liền.
* Thổ nhưỡng
- Các điều kiện địa hình thuỷ văn trên ảnh hưởng đến quá trình bồi tụ vật liệu phù sa sông biển và quá trình hình thành phân hoá các loại đất trong khu. Vật liệu bồi tụ là sản phẩm bóc mòn rửa trôi từ đồi núi xung quanh hay trầm tích biển đều có đặc tính là thô, thành phần cơ giới nhẹ đến trung bình, giàu silic và chua.
- Trong khu có 8 loại đất
* Sinh vật
- Thực vật chủ yếu là cây trồng nông, lâm nghiệp. Sinh vật tự nhiên cũng có nhiều loài đặc thù riêng so với đồng bằng BB. Rừng tự nhiên trong khu chỉ còn lại những dải nhỏ, hẹp tập trung ở phía tây Nghệ An và cũng chỉ là rừng thứ sinh, cây bụi, sát vùng triều ven biển gặp một số dải nhỏ rừng ngập mặn. Trên các dải cồn cát và những đồi núi sót đều là rừng trồng phi lao, bạch đàn, thông, keo lá tràm.
Những cây lâu năm gồm những cây công nghiệp, cây ăn quả, các loại cây ngắn ngày chiếm diện tích chủ yếu trong đó cây lương thực, thực phẩm hoa màu chiếm ưu thế.
Nét nổi bật trong đồng bằng này là đã thấy xuất hiện một số loài cây ưa nhiệt độ cao, như bông, dừa.
Các loại động vật tương đối phong phú, động vật tự nhiên có các loài chuột, một số loài cầy, các loài chim…