长江三角洲基底为扬子准地台的一部分。喜马拉雅构造运动中断沉降。第四纪新构造运动中，地壳和海平面频繁升降，最后一次大海侵结束后，长江携带的泥沙不断沉积，开始在江口发育三角洲。
由于科氏力的作用，主江流不断右偏，使江口沙群依次并入北岸。红桥期、黄桥期、金 沙期、海门期、北沙期等形成的沙坝、沙洲群，形成今天长江北岸最大的冲积平原城市盐城，以及仪征、邗江、泰兴、靖江、如皋、如东、南通、海门、启东诸县地。江口附近的崇明、长兴、横沙等沙岛，也将按此规律并入北岸。江口沙嘴也同步延伸。北岸沙嘴延伸为今三角洲北界，地面高6～8米。南岸沙嘴经江阴、太仓、外冈、马桥一线向东延伸，地面高程4.5～6米左右，与钱塘江北岸相连后达杭州湾，包括上海市全部,江苏省南部和浙江省的杭嘉湖平原。沙嘴内侧的浅水海湾被淤封成为古太湖的前身。此后浅水海湾不断淤浅，逐渐演变为湖荡罗布、河道交错的低平原。南岸沙嘴外侧滨海地区不断淤积成滨海平原。
长江入海的地方，由于河水所含的泥沙不断淤积而形成的低平的大致成三角形的陆地。万里长江由西向东奔向大海，江水滔滔直下，所携带的泥沙在入海口不断淤积，沧海桑田，历经千万年，终于形成坦荡、宽阔的三角形的陆地。
长江三角洲位于中国大陆东部沿海，是长江入海之前形成的的冲积平原。
长江三角洲的地理顶点在江苏省仪征市真州镇附近。
在六七千年以前，是一个三角形港湾，长江河口好似一只向东张口的喇叭，水面辽阔，潮汐作用显著。在海水的顶托下，长江每年带来的4.7亿吨泥沙大部分沉积下来，在南、北两岸各堆积成一条沙堤。
北岸沙堤大致从扬州附近向东延伸至如东附近，沙堤以北主要是由黄河、淮河冲积成的里下河平原。
南岸沙堤从江阴附近开始向东南延伸，直至上海市金山县的漕泾附近，并与钱塘江北岸沙堤相连接，形成了太湖平原。里下河平原位于长江北岸，面积约1.4万平方公里，为一碟形洼地。洼地中心湖荡连片，主要有射阳湖、大纵湖等。
长江三角洲上散布着一系列海拔100～300米的残丘，大部由泥盆系砂岩和石炭、二迭系灰岩构成，少数由燕山期花岗岩和粗面岩组成。
面积约为5万平方公里。这里地势低平，海拔基本在10米以下，零星散布着一些孤山残丘，如南京的紫金山、扬州高邮神居山、仪征的捺山、常州溧阳的南山、无锡的惠山、苏州的天平山、常熟的虞山、松江的佘山和天马山等。其中常州
溧阳的南山海拔508米，为吴越第一峰；它们或兀立在平原之上，或挺立于太湖之中，有的成为游览区，有的成为花果山。
长江三角洲是中国河网密度最高的地区，平均每平方公里河网长度 达4.8—6.7公里。平原上共有湖泊200多个。长江三角洲河川纵横，湖荡棋布，农业发达，人口稠密，城市众多。在中国经济中占有重要地位，号称中国的“金三角”。
由于地势低洼历史上，洪涝灾害异常严重。为了改变这种状况，国家投资兴修水利工程，西挡淮水，东挡海潮，开挖运河，增强排灌能力，使这个十年九涝的多灾区变成江淮流域的重要粮食生产基地。
太湖平原地处长江以南，是长江三角洲的主体。该平原以太湖为中心，状如一只大盘碟，地形呈周高中低。这样的地形特点使这里上有长江和太湖上游来的洪水，下有海潮倒灌，夏秋季节又常遭台风暴雨袭击，洪涝灾害十分频繁。当地人民为抗御自然灾害，大力开挖河渠，排除积水，修圩建闸，逐步形成了沟沟相通、渠渠相连的稠密水网。
北至小洋口。南临杭州湾。海拔多在10米以下，间有低丘（如惠山、天平山、虞山、狼山等）散布，海拔200～300米。长江年均输沙量4～9亿吨，一般年份有28%的泥沙在长江中沉积，个别年份高达78%，三角洲不断向海延伸。长江以南常州市、常熟市、太仓市、金山区一带的古沙嘴海拔多为4～6米；长江以北扬州市、泰州市、泰兴市、如皋市一带的古沙嘴海拔7～8米。
长三角区域内河湖众多，水网密布，主要有江苏的太湖、洪泽湖、高邮湖、骆马湖、邵伯湖和浙江的杭州西湖、绍兴东湖、嘉兴南湖、鄞县东钱湖等著名湖泊，除淮河、长江、钱塘江、京杭大运河等重要河流以外，还有江苏的秦淮河、苏北灌溉总渠、新沭河、通扬运河，浙江的瓯江、灵江、苕溪、南江、飞云江、鳌江、曹娥江等水系。
长江三角洲主要为亚热带季风气候。年均气温、年均最高和最低气温都显著增加，增温率都是冬季和春季较高，夏季最低。大城市站增温率明显高于小城镇和中等城市站，城市化效应对大城市气温基本上都是增温作用，其中对平均最低气温的增温率及贡献率最大，对平均最高气温都最小。长江三角洲气温变化趋势和增温率、城市化效应的增温率及增温贡献率与其他地区具有较好的一致性。
长三角的矿产资源主要分布于江苏、浙江两省，其中江苏的矿产资源相对丰富，有煤炭、石油、天然气等能源矿产和大量的非金属矿产，另有一定数量的金属矿产。浙江的矿产资源以非金属矿产为主，多用于建筑材料的生产等用途。上海矿产资源相当贫乏，基本无一次常规能源，所需的能源都要靠其他省市的支援。但是，具有一定数量和较高质量的二次能源生产，产品主要是电力、石油油品、焦煤和煤气（包括液化石油气）。其他可以利用开发的能源还有沼气、风能、潮汐及太阳能。
长三角地区生态系统类型复杂，地表覆盖多样。主要土地利用类型共有6大类14小类，分别是耕地（包括水田和旱地）、林地（包括有林地、灌木林地、疏林地、其它林地）、草地（包括高覆盖度草地、中覆盖度草地和低覆盖度草地）、水域（包括河流、湖泊、水库、坑塘、海涂和滩地）、建设用地（包括城镇用地、农村居民点用地和公交建设用地）和未利用地（包括裸土地和裸岩石用地）等。
长江三角洲包括三角洲平原及周边丘陵山地，天然的水环境良好，多年平均当地水资源量为537.79亿立方米，长江干流多年平均过境水量9730亿立方米，水资源丰富。长江总体水质尚好，主泓水质多为Ⅱ类，沿岸部分具有Ⅲ类水。太湖是上海、苏州、无锡的主要饮用水源，但水质一直在下降,总体为Ⅲ类水(占70 %) ，Ⅱ类水仅占15 %，其他河道、小湖泊均为Ⅳ类和Ⅴ类水。钱塘江水系以Ⅱ类、Ⅲ类水为主。京杭运河为Ⅴ类、劣Ⅴ类水。
