Móng Cái có các dạng địa hình đồi núi, trung du và ven biển, Địa hình bị chia cắt khá phức tạp, hình thành 3 vùng rõ rệt: vùng núi cao phía Bắc; vùng trung du ven biển và vùng hải đảo. Móng Cái có khí hậu nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hưởng của biển nên nóng ẩm và mưa nhiều.
Hệ thống sông suối của thành phố Móng Cái gồm có hai sông chính: Sông Ka Long, Sông Tràng Vinh
Sông Ka Long bắt nguồn từ Trung Quốc ở độc cao 700m, sông dài 700km và chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam rồi đổ ra Biển Đông.
Sông Tràng Vinh (hay còn gọi là sông Thín Cóong): dài trên 20 km, bắt nguồn từ các đỉnh núi cao 713; 546; 866 chảy qua Hồ Tràng Vinh rồi đổ ra biển.