市区平均海拔200米，最低处兴田镇，海拔165米。武夷山地貌广布变质岩，属于中生代的火山岩、花岗岩和碎屑岩。全境分布着高岭土、煤、钨、铜、银等地质矿产。地质史上的风化剥蚀、流水侵蚀等作用是造就武夷山地貌现状的主要因素。武夷山与广东丹霞山、江西龙虎山的地质类似，属于丹霞地貌，岩层呈暗红色。奇特的地貌特征，被誉为“碧水丹山”，是中国着名的旅游目的地之一。武夷山市的土壤分布因海拔不同而呈不同的种类，低海拔及平原地带以红壤、水稻土为主；山区地带分布有黄壤、草甸土、紫土等。红壤是一种酸性土，全市茶叶种植