地质
临安市属江南地层区中江山至临安地层分区，境内地层自元古界震旦纪至新生界第四系，除中生界三叠系和新生界第三系缺失外，均有发育；区域构造属扬子准地台钱塘台褶带。在漫长的地质年代中，受印支运动和燕山运动的作用，构成境内地形地貌的多样性和奇特性。
地貌
境内地势自西北向东南倾斜，市境北、西、南三面环山，形成一个东南向的马蹄形屏障。西北多崇山峻岭，深沟幽谷；东南为丘陵宽谷，地势平坦，全境地貌以中低山丘陵为主。西北、西南部山区平均海拔在1000米以上，东部河谷平原海拔在50米以下；西部清凉峰海拔1787米，东部石泉海拔仅9米，东西海拔相差1770余米，为浙江省罕见。境内低山丘陵与河谷盆地相间排列，交错分布，大致可分为中山——深谷、低山丘陵——宽谷和河谷平原三种地貌形态，中山（海拔高度1000米以上）面积占5.4%，中低山（海拔高度800米～1000米）占8.8%，低山（500米～800米）占18.3%，丘陵岗地（100米～500米）占57.4%，河谷平原（100米以下）占10.4%。
气候
临安地处浙江省西北部、中亚热带季风气候区南缘，属季风型气候，温暖湿润，光照充足，雨量充沛，四季分明。年均降水量1613.9毫米，降水日158天，无霜期年平均为237天，受台风、寒潮和冰雹等灾害性天气影响。受地貌影响（境内以丘陵山地为主，且地势自西向东南倾斜），当地立体气候明显，从海拔不足50米的锦城至1500米的天目山顶，年平均气温由16℃降至9℃，年温差7℃，横跨亚热带和温带两个气候带。
水文
南苕溪：位于市境东部，为东苕溪主源，属长江水系，发源于太湖源镇临目马尖岗，主峰海拔1271.4米，全长63公里，流域面积720平方公里，比降12.3‰；境内段长55公里，流域面积620.8平方公里，青山水库水文站实测多年平均流量14.5立方米每秒。
中苕溪：位于市境东北部，为东苕溪主要支流，属长江水系。发源于高虹镇石门与安吉县交界的青草湾岗。主峰海拔1073.9米。溪源自美岭坑起，东南流经石门、高虹、横畈，于下塘楼出境，又东流经长乐至汤湾渡由左岸汇入东苕溪。全长47.8公里，比降17.9‰，流域面积185.6平方公里。
天目溪：纵贯市境中部，为分水江主要支流，属钱塘江水系。发源于西天目山北与安吉县交界的桐坑岗，主峰海拔1506米。自西天目乡牯牛塘起，由北向南，流经西天目、绍鲁、於潜、堰口、塔山、紫水，于紫 溪汇昌化溪，南入分水江。溪长58公里，流域面积761.5平方公里，比降21.8‰。
昌化溪：位于市境西北部，为分水江主源，属钱塘江水系，发源于安徽省绩溪县笔架山，主峰海拔1385米，于新桥乡西舍坞入境。干流流经新桥、岛石、鱼跳、龙井桥、龙岗、昌化、河桥、马山、紫水。紫溪纳天目溪后至七坑段，称分水江（原称天目溪）。昌化溪全长106.9公里，比降8.6‰，流域面积1440.2平方公里，其中境内长93公里，流域面积1376.7平方公里。青山殿水文站实测多年平均流量45.4立方米每秒。
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