本公园地处沿海台地和沙丘地貌，其地形从西向东逐渐倾斜，整体地势相当平缓，平均海拔仅约10米。其中，最高点为石景山，其海拔达到52米，而沙丘的最大坡度为8度。该地区的土壤主要为滨海风沙积，具有深厚的土层和中等的肥力。公园位于南亚热带海洋性季风气候区，四季温暖干燥，年平均气温为19.2℃。在这里，最高气温能够达到35℃，最低气温在0℃左右。冬天并无严寒，夏天也没有酷暑，每年的平均降水量为1382毫米，降水主要集中在4月至8月。主导风向为东风，平均风速为4.2米/秒，主要的灾害性天气是热带风暴。

公园的植被属于闽江口鹫峰山南湿暖亚热带雨林小区。然而，由于长期受到人类活动的影响，原生植被已经几乎被破坏殆尽。现在的主要植被类型为大鹤林场建立后的人工造林形成的湿地松和木麻黄纯林，这些森林面积广大，分布广泛。另外，还有相思树、黑松、黑荆树等纯林以及湿地松、柠檬桉针阔混交林，和柑桔、桃等经济林，但它们的面积相对较小，呈现为镶嵌分布。此外，滨柃灌丛主要分布于象鼻山的岩石缝中，而滨海生植被则主要是苔草草丛，这些主要局限于沙质海岸区域。