地质 天桥区大地构造位于泰山穹隆的北缘和华北冲积大平原的东南边缘线上。地层发育比较齐全，南老北新。南部以古生界灰岩为景，北部以新生界第四系黄土及沙砾沉积为主。本区基性岩浆岩岩体平面形状长轴约为东北—西南向的椭圆形，以岩床、岩株、岩脉等各种构造形状存在，奠定了天桥地区的构造基础。 地形 天桥区地处泰山山脉北麓，南部靠以石灰岩为主的山地丘陵区，北部为山前倾斜平原和有典型黄泛微地貌的黄河冲积平原区。辖区北部由于燕山期岩浆岩的侵入体局部突出地面，形成黄台山、鹊山、凤凰山、金牛山、北以鞍山、药山、粟山、标山等孤丘。在黄河、小清河沿岸左近有湖沼洼地。天桥区整个地势南、西两面略高，北、东两面稍低。海拔高度在21—120.8米之间。 气候 天桥区地处中纬度地带，属暖温带半湿润区的大陆性季风气候。其主要特征是季风明显，四季分明，冬寒夏暖，雨量集中。本地区风向随季节而变化，冬季多偏北风，夏季多南风或偏南风，春、秋季多偏南风。全年以4月份风速最大且最多，平均最大风速在18—26米/秒之间。年平均气温14.3℃,最冷月为1月,最热月为7月。年降水总量666.7毫米，冬、春季降水较少，夏、秋季降水颇多，7月降水较集中。年日照总时数2710小时，≥10℃积温4500℃。干燥度年平均为1.23，属水分不足的半湿润气候区。 水文 天桥区境内河流较多，主要分属于黄河、小清河两大水系。黄河在境内流长13.4公里，多年平均径流总量437.26亿立方米，含沙量24.22公斤/立方米，含沙量为世界河流之冠，槽滩泥沙淤积严重，泺口坝顶海拔为37.6米，较本区工人新村地面高出14.1米，黄河已成为地上悬河。小清河在境内流长12.15公里，是济南市区主要排水河道。辖区拥有济南四大泉群之一的五龙潭泉群，有27余处泉眼出露，为“泉城”济南的一大景观。黄河北岸建有鹊山调蓄水库。