本县位于黄浦江东岸,东海之滨,是长江三角洲冲积平原的一个组成部分。
据考古资料表明,1300年前,这里还是一片汪洋。由于长江水夹带泥沙沿海岸线南下,在和钱塘江水汇合时沉积下来,逐渐形成陆地。成陆最早的地方是周浦、下沙、航头一带。据《新唐书》记载,有一条古捍海塘由宝山的盛桥、月浦经川沙的北蔡,进入本县的周浦、下沙一线。这条古捍海塘重筑于713年(唐开元元年)。据此可以推断:这一带地方成陆当在唐之前。之后,陆地不断向东南延伸,经历1200余年,遂有今天的南汇。
本县境内地势平坦,西部略低,中部略高,东部又略低。全境无山,均为冲积平原。自西北而东南,土质分别有潮泥土、黄泥土、半黄泥土、沙土、黄泥夹沙土、滨海盐土,其中以黄泥土为主要土壤型。
本县地处北纬30°53′-31°09′,东经121°35′-121°51′,在北亚热带南缘,属东亚季风盛行地区,受冷暖空气交替影响,四季分明,冬夏长,春秋短。根据本县气象站1959年到1981年的气象资料,本县全年最冷时期为1月份,平均气温为3.2℃,最热时期是7月中旬到8月中旬,平均气温为27.4℃。全年平均气温为15.5℃,年平均无霜期为224天,年平均降雨量为1061.9毫米。气候温润有利于农作物的生长,但夏旱,夏秋间台风及初春、秋末的低温霜冻,则对作物生长发育有所危害。
本县由西向东呈犁形,东南部突出于东海中,海岸线长达45公里,滩涂资源丰富,是本县之优势。