地层 寻乌的底层除前震旦、奥陶、志留、二叠、三叠、上第三系缺失外，其他皆有出露，但不发育，分布零星。震旦和寒武地系层为一套巨厚的浅海相碎屑岩建造，在县城、蓝贝、河岭以北、吉潭、浊水塘、老墓等地出露。中上泥盆系为滨海相碎屑岩建造，出露于留车石背一代。石炭系底层以浅海滩相碳酸盐建造为主，零星出露于老墓、白石滩山间盆地中。下侏罗系湖沼相碎屑岩建造，仅在南部及黄出露。上甲、定田园一带有上侏罗系碎屑岩建造。菖蒲乡分布有晚侏罗系砂质页岩，为可观的含铀层位。在古坑岗、车头、留车一带广泛分布着内陆湖碎屑岩建造的白垩系地层。下第三系仅在留车丘坊见有出露。第四系主要分布于寻乌河两岸。
构造 寻乌地处南岭东西向复杂构造带中，岩浆活动强烈。起主导作用的纬向构造有石马、热水―古坑岗、鹅湖―石排、河岭―蓝贝四条断裂带及新华夏系断裂带，如县城―鹅湖―湖岽、吉谭―丘坊两条。
火成岩 寻乌境内岩浆和混合岩发育广泛，分布面积广，占全县总面积的80%。成岩时代有加里东至燕山三个成岩期。主要分布在大同、菖蒲、白面石、留车、南桥、上甲、下坪、蓝贝、吉潭、铜坑嶂等地。 寻乌境东南连武夷山余脉，西北接九连山支脉。地势呈东北、西北与东南高，向西南倾斜，似掇箕状，中山、低山、丘陵、岗地呈阶梯状分布。
境内海拔标高500~1000米，相对标高200~500米。最低标高为南部斗晏村西河谷，海拔180米。最高标高为东部项山甑，主峰海拔1529.8米。县城河床标高272米。
全县山间谷地占总面积的2.38%，岗地占总面积的7.68%，丘陵占总面积的14.3%，山地占总面积的75.62%。
全县以山地丘陵为主，仅沿河两岸呈狭小谷地。从东到西大致可分为武夷山、基隆嶂两个隆起带和南部红层盆地的沉降带。 寻乌属亚热带红壤区南部，土地肥力较好，土壤普遍呈酸性。根据海拔高度和地域分类，寻乌主要有水稻土、潮土、紫色土、红壤、山地黄壤和山地草甸土等6种土类，其中红壤面积最大，有270多万亩，占土壤总面积的86%。红壤广泛分布于低山、丘陵地区，主要成分是铁的氧化物、铝的氧化物和石英，有黏性和强酸性，适合种柑桔、脐橙等农作物。
寻乌以山地丘陵为主，其中山地占总面积的75.6%，县境内重峦叠嶂，大小山峰耸立。据统计，海拔400米以上的山峰多达908座，其中海拔1000米以上的山峰就有30座。县内主要高峰，东面有项山甑、老鸦石、笔架山；南面有阳天嶂、乱罗嶂、西部有桂龙嶂：北部有基笼嶂、太阳关，其中项山甑主峰海拔1529.8米，为寻乌县第一高峰。
寻乌境内河网密布，水力资源相当丰富。据统计，全县共有大小河流547条，河道总长1900公里，其中集雨面积达10平方公里以上的河流就有73条。较大的河流有寻乌河、晨光河（水金河）、罗塘河，其中寻乌河和晨光河属东江水系，罗塘河向北流人会昌的湘水，属赣江水系。寻乌河发源于三标乡三桐村的桠髻钵山，境内河道长约120公里，自北向南贯穿全县，流经三标、水源、澄江、吉潭、长宁、文峰、南桥、留车、龙廷9个乡镇，于龙廷乡斗晏村渡田出口，汇人东江。 寻乌县矿产资源丰富，己发现的矿种有：钨、锡、钼、铜、铅、锌、稀土、铌钽、铁、钴、金、花岗岩石材、磷、石膏、粘土，水晶、铀、矿泉水等30余种，其中稀土为优势矿种。 稀土主要分布于我县的河岭、南桥、三标等矿区。河岭矿区平均品位为0.159%，探明储量23.94万砘，保有储量约11万吨； 南桥矿区品位0.149%~0.189%，探明储量10.9万砘，保有储量约6万吨；三标团石寨矿区品位0.102%，探明储量0.73万吨；澄江族亨矿区品位：0.110%，储量2.75万吨；项山矿区1.02万吨。
有色金属矿产主要矿点有罗珊凤和铅锌矿、老墓多金属矿点等。其中罗珊凤和铅锌矿金、银、铅锌矿石总量10万吨。老墓多金属矿点铜品位0.42%~0.58%，金属量2066吨；锌品位0.4%~0.48%，金属量941吨；钨品位.07%~0.28%，金属量：1739吨。
黑色金属矿产主要有：老墓铁矿探明储量631万吨（矿石）， 品位：20―30%；南桥砂铁矿平均品位14.83Kg/m³，储量约26.2万吨。
非金属矿产品种多样，主要有花岗岩石材、石灰岩、水晶、磷矿、石膏、瓷土等。 其中花岗岩石材，探明储量的有三处：（1）水源乡富足岭花岗岩石料，储量87万m³。（2）菖蒲乡麻布潭花岗岩石料，储量2287万m³。（3）桂竹帽华星花岗岩石料，储量207万m³。
矿泉水及温泉主要有：（1）南桥磷石背矿泉水： 钻孔自流量：256吨/日。按其化学成份其矿泉类型为锂锶偏硅酸碳酸矿泉水。（2）中和民裕热矿泉（河角）：流量：737吨/日，水温：70―76℃。按其化学成份其矿泉类型为锂锶质矿泉水。 东江源头县――寻乌，水资源丰富。全县大小河流共547条，河流总长度为1902公里，河网密度为0.823公里/平方公里，全县的水域面积为8310.7公顷，占全县的总土地面积3.59%，其中：河流面积为2247.8公顷，占水域的27%，滩地面积5149公顷，占域的62%，水库、山塘、沟渠面积为913.9公顷，占水域的11%。
全县河流按流域水系归为三大系，即汇入珠江流域的东江水系，其次有汇入赣江流域的湘水水系，再有汇入韩江流域的韩江水系。全县属东江水系的河流，县内合计流域面积为1964.79平方公里，占全县总土地面积的85%；属湘水水系的河流，县内合计流域面积为192.52平方公里，占全县总土地面积的8.3%；属韩江水系的河流，县内合计流域面积为154.74平方公里，占全县总土地面积的6.7%。
寻乌为东江发源地。全县属东江水系的河流，流域面积大于10平方公里的有60条，其中大于100平公里的有5条，即寻乌水（河）、剑溪河、马蹄河、龙图河、水金河。寻乌水贝岭水流域系统被称为“东江河源区”，贝岭水又称九曲水和定南水，发源于寻乌县三标乡基隆山嶂主脉，在寻乌县境内有两条小河，即大湖岽河和上下坝河。因为寻乌水的流域面积、河流长度、水资源总量比贝岭水大，因此寻乌水为东江源流，即主流，贝岭水为寻乌水第一大支流。寻乌水的发源地桠髻钵山即为东江的发源地。
寻乌属赣江水系的河流称为湘水水系，分布在本县东北部，流域面积大于10平方公里的河流有8条，其中大于100平方公里的河流有2条，即罗塘河和上津河。湘水水系在会昌县城和绵江汇合后称贡江，贡江在赣州市和章江汇合称赣江。
寻乌属韩江水系的河流，在县内没有汇集成干流，分散在县界边出境。大于10平方公里的河流有5条，主要分布在南部丹溪乡和东部项山乡的栋背两个片。
全县水力资源总量为21.32亿立方米，理论蕴藏量12.5万千瓦，可开发量9万千瓦，现有小水电站160多座，装机达到9.35万千瓦。寻乌县办电站总量名列全省第一，也是全国电气化达标先进县，素有“江南水电大县”的称誉。 寻乌是“中国蜜桔之乡”、“中国脐橙之乡”、“中国脐橙出口基地县”、“绿色生态果品生产县”，率先在全省实现农业人口人均2亩果，是名符其实的果业大县和果业强县。全县共拥有脐橙蜜桔超过50万亩，脐橙产量占赣南脐橙全部总量的三分之一左右。
全县耕地面积18.9万亩，山地面积276万亩，其中宜果山地面积90万亩。寻乌属亚热带季风性湿润气候区，温度适中，阳光充足，雨量充沛，昼夜温差大，是发展蜜桔的最优区和发展脐橙的特优区。
丰富的山地资源和适宜的气候，带来了寻乌果业的大发展。全县现有果业30余万亩，其中精品果园面积5万亩，有市级精品8个，县级精品果园15个。已经开发形成了澄江至文峰、长安至县城颇具规模的200里果业带。
独特的气候造就了寻乌脐橙和柑桔的风味浓郁、无核化渣、肉质脆嫩、含糖量高、甜酸适度、可溶性固形物高、自然着色、鲜艳有光泽等特点，使寻乌果品多次在全国性的评比中摘得桂冠。蜜桔“寻乌119”被评为国家部优产品，特早熟“石子头1号”获国家农业博览会国家优质产品铜奖，脐橙“纽贺尔”、“奈沃利娜”多次被评为国家优质产品，并被国家外经贸部定为“无病毒优质出口产品”。在现有品种的基础上，又引进了新品种福本、清见、不知火等。经国务院农业开发办公室批准立项，脐橙、柑桔良种母本园落户寻乌，柑桔良种繁育推广体系正在建立。
优良的品质使寻乌果品倍受国内外广大消费者的喜爱。不仅在国内的广东、浙江、上海、北京等省市畅销，还出口远销东南亚、新加坡、俄罗斯等国，使寻乌“果欣”品牌享誉海内外。2001年全县果品总产量达9万吨，实现总产值2.04亿元，超过粮食总产值，成为县域经济发展的支柱产业。而2011年全县果品总产量已超过30万吨，寻乌已成为“中国一流，世界著名”的赣南脐橙的主要产区、核心基地县和龙头县。 （2010年数据）辖区内有汉族、蒙古族、回族、藏族、维吾尔族、苗族、彝族、壮族、布依族、朝鲜族、满族、侗族、瑶族、白族、土家族、哈尼族、傣族、黎族、畲族、哈萨克族、俄罗斯族、鄂伦春族、高山族、水族、纳西族、土族、撒拉族、仡佬族、锡伯族、阿昌族、羌族、塔吉克族、京族共33个民族。