【地质地貌】罗庄区境内以平原、丘陵两种类型为主。地势西北高东南低，倾斜度3°至5°。东部和南部是沂河冲积平原，西部多为丘陵，海拔55米至272.4米。按地貌成因分为剥蚀地形（溶蚀-剥蚀丘陵区、剥蚀-溶蚀丘陵）两个亚类，堆积地形（剥蚀平原区、剥蚀-溶蚀平原区、冲积-洪积平原区）三个亚类。

罗庄区境内地质构造比较古老，处于沂沭断裂带西侧，其构造体系大部分属新华夏系第二隆起带。地层主要出露古生界、中生界地层，在沂河冲积平原覆盖有新生界第四系松散堆积物。按出露地层从老到新依次是：寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、白垩系、第四系松散沉积物。罗庄区位于沂沭断裂带西侧，单斜构造为主。断裂构造发育，根据其展布方向分为北北东向、北西向和近东西向三组。

【山脉】罗庄区境内山脉均起自蒙山，共有大小山岭87座,海拔200米以上的山峰12座。寨山最高，海拔272.4米。全区山岭，大体可划分为寨山、卧牛山、兰山、庆云山、黄山为主体的五大山群。

【河流】罗庄区境内有沂河、武河、南涑河、陷泥河、燕子河五大河流，共有25条干支流，河流总长度186公里，分属沂河河系和中运河河系，统属淮河水系。

沂河，又称沂水，发源于沂源县松山北麓，全长574公里，流域总面积1.07万平方公里，有大小支流入罗庄区境内，为罗庄、河东两区界河。流经盛庄、西高都、册山三个街道办事处，境内流长18.5公里。

武河，又称邳苍分洪道，系清康熙年间为引沂济运而开挖，1957年，为承泄江风口分洪闸分泄沂河洪水又进行了开挖。武河全长74公里，罗庄区境内流长5公里，是高都街道办事处、册山街道办事处与郯城县的界河。陷泥河、南涑河、燕子河均流入武河。南涑河，发源于兰山区义堂镇堰西村，全长40.5公里，总流域面积250.3平方公里。由高新区马厂湖乡流入。

陷泥河，发源于兰山区大岭镇的南沙埠庄村西北，全长31公里，流域面积180.6平方公里。由兰山区金雀山街道办事处流入，流经盛庄、高都、册山三个街道办事处，境内流长22.74公里。

【气候】罗庄区境属暖温带季风区半湿润大陆性气候。春季回暖较快，少雨多风，空气干燥，常发生春旱，又由于受寒潮侵袭，易发生晚霜冻和倒春寒危害。夏季温度高，湿度大，降雨量集中。秋季气温下降迅速，降水变率大，常出现初霜冻、连阴雨等灾害性天气。冬季空气寒冷干燥，雨雪稀少，干冷天气较多。常年盛行风向多为西北、北、东北、东南和西南风，旱、涝灾害较为严重。