泰順境內的山脈屬於南雁蕩山和東貢山，地勢由西北向東南傾斜。泰順西北的白雲尖海拔1611.3米，是溫州最高峰。泰順縣平均海拔500多米，是浙江省最高的縣。大小溪流100余條，縱橫密布，多支流，分屬飛雲江、蕉溪、沙城港、鰲江。主要河流有李光羲、虹口溪、石羊溪、壽臺溪、彭溪和惠家溪，多年平均水資源總量28.2億立方米，2012。
泰順縣森林覆蓋率76.1%，縣內三大水系水質達到或超過水環境功能區要求。地表水環境功能區水質、縣界外水質均達到100%，全省行政區域水質考核分別獲得2012、2014年度優秀縣。