Teritoriul este dispus în trei trepte de relief, ce se succed de la nord spre sud pe o diferenta de nivel de cca. 2400 m; acestea sunt alcatuite din munti (9 %), dealuri (41 %) si câmpii (50 %). Etajat de la câmpia joasa pâna la cele mai înalte piscuri ale Muntilor Bucegi, relieful judetului Dâmbovita prezinta o mare diversitate peisagistica. Succesiunea treptelor de relief poarta atât amprenta factorilor geologici, cât si a celor fiziogeografici, care au participat activ la formarea si evolutia lor. Cea mai veche si mai înalta unitate de relief, situata în partea de nord a judetului, este formata de muntii Leaota si Bucegi. Primul masiv,fiind alcatuit din sisturi cristaline, se deosebeste ca morfologie de Muntii Bucegi, în a caror alcatuire predomina calcarele, gresiile si conglomeratele. Subcarpatii alcatuiesc cea de-a doua treapta de relief si ocupa 23% din suprafata judetului. Din punct de vedere geologic sunt alcatuiti din depozite paleogene la nord si neogene la sud. Aproape toata gama formatiunilor este cutata într-o succesiune latitudinala de sinclinale si anticlinale puternic faliate. Nota dominanta a reliefului o dau fenomenele de alunecare si de eroziune torentiala, care scot din circuitul agricol suprafete apreciabile de teren. Piemontul Cândesti constituie o treapta de relief care se deosebeste prin alcatuirea geologica, tectonica si morfologica atât de Subcarpati, cât si de zona de câmpie. Interfluviile sunt netede, împadurite, usor înclinate spre sud si fragmentate de vai mult mai adâncite în cuvertura de pietrisuri. Câmpiile, care ocupa peste 50% din suprafata judetului, alcatuiesc cea mai joasa si cea mai tânara treapta de relief. Orientarea generala a interfluviilor , nord-vest -- sud-est, panta mica a acestora, latimea si gradul slab de fragmentare dau nota dominanta a acestei unitati. Din forajele existente se constata prezenta unei cuverturi de pietrisuri de grosimi variabile peste care stau depozite loessoide sau de lunca. În conditii specifice de clima si vegetatie, pe aceste depozite s-au format cele mai fertile soluri din judet.

Unitatea montana carpatica, situata în partea de nord, cuprinde doua masive – Leaota si Bucegi - complet diferite ca structura geologica si înfatisare. Masivul Leaota este alcatuit predominant din sisturi cristaline cu pante domoale si culmi rotunjite. Vaile sunt puternic adâncite, însotite de versanti cu înclinare moderata, având înaltimile cele mai mari în Vârful Leaota: 2133 m. Masivul Bucegi, alcatuit predominant din gresii si conglomerate si numai partial din calcare, are înaltimi frecvente peste 2000 m: vârful Omu - 2505 m, vârful Doamnele - 2402 m, vârful Batrâna 2181 m.Este bine marcat în ansamblul peisajului carpatic prin abrupturile sale marginale, ce pun în evidenta flancurile externe prin varietatea reliefului sau. Alternanta de gresii, marne si conglomerate, neuniformitatea litologica a conglomeratelor au conditionat aparitia prin dezagregare si eroziune diferentiala, a unui relief rezidual de turnuri si coloane ce iau forme dintre cele mai bizare cele mai cunoscute fiind Babele si Sfinxul . În bazinul superior al Ialomitei domina relieful carstic, cu abrupturi, hornuri (Hornurile Tapului), doline, chei (Horoabele, Ursilor, Pesterii, Tatarului, Zanoagei, Orzei), pesteri (Ialomitei). Relieful structural este evidentiat prin suprafetele structurale, abrupturi, brine si polite structurale. În bazinul superior al Ialomitei sunt localizate,de asemenea, numeroase urme ale glaciatiunii cuaternare: circurile de sub Mecetul Turce si de la obârsia vaii Sugarilor, vai glaciare, custuri, morene.

Subcarpatii Ialomitei formeaza treapta colinara înalta ce constituie partea central-nordica a judetului. Sunt alcatuiti dintr-o asociere de dealuri si depresiuni, acestea din urma fiind generate de eroziunea diferentiala si dispuse în lungul vailor principale. Un prim aliniament îl formeaza Subcarpatii interni, alcatuiti din flis cretacic si paleogen, în care se dezvolta pinteni prelungi cu înaltimi de 800-900 m, situati la baza masivelor Bucegi si Leaota. În lungul vailor apar primele depresiuni de contact : Moroieni-Pietrosita pe Ialomita si Runcu pe Ialomicioara. Spre sud se afla o succesiune de dealuri si depresiuni : Dl. Miclosanilor (800 m), Dealul Mare, Dl. Platul Sârnei, Depr. Barbuletu-Râul Alb si Depr. Bezdead. Alternanta gresiilor, marnelor si argilelor puternic cutate, a sinclinalelor si anticlinalelor fac ca eroziunea sa fie intensa, procesele de versant foarte active : în lungul principalelor vai apare un nou uluc depresionar: Voinesti-Alunis-Vulcana-Pucioasa-Visinesti-Sultanu-Valea Lunga. Subcarpatii externi, formati din depozite miopliocene, mai putin dure, formeaza o treapta mai coborâta si relativ mai uniforma de unde si denumirea frecventa de plaiuri (Plaiul Magurei, Plaiul Carpinis etc ). Sinclinalele si anticlinalele sunt acoperite de o cuvertura groasa de pietrisuri si nisipuri în care apele au sculptat un sir de depresiuni (Doicesti, Ocnita, Iedera-Moreni). Fata de zona de câmpie din sud, dealurile subcarpatice se termina prin denivelari de 40-60 m, întrerupte în dreptul vailor mari de golfuri de câmpie care patrund printre acestea. Piemontul Cândesti, situat la vest de valea Dâmbovitei, formeaza treapta colinara mai joasa (300-550 m) ce intra în alcatuirea teritoriului judetului Dâmbovita. Este reprezentant doar prin platoul interfluvial, usor înclinat, dintre culoarele depresionare ale vailor Dâmbovita si Potopu.

Câmpia Româna ocupa cca jumatate din suprafata judetului . Ea este reprezentata prin câmpia înalta a Dâmbovitei si Ialomitei si prin câmpia de subsidenta a Titului. Câmpia înalta este alcatuita din câteva prelungiri, sub forma de pinteni, ale Piemontului Cândesti (Câmpia Picior de Munte, la vest de Dâmbovita) sau a unor fragmente de piemont (Pintenul Magurii, la est de Ialomita) din Câmpia Târgovistei, rezultata din unirea conurilor piemontane ale Dâmbovitei si Ialomitei si din Câmpia Cricovului. Câmpia de subsidenta a Titului este formata din câmpuri interfluviale înguste, separate de vai cu albii instabile, cu zone de înmlastinare si cu numeroase albii parasite. Caracterul esential este dat de faptul ca luncile au o latime foarte mare, devenind uneori comune pentru doua râuri vecine (lunca Arges-Sabar). La sud-vest de Arges, câmpia se înalta mai mult fata de vaile care o dreneaza, urmând o înclinare nord-vest – sud-est, relativ similara cu cea a piemontului pe care de fapt câmpia îl continua; este o portiune din Câmpia Gavanu – Burdea.

Reteaua hidrologica din judetul Dâmbovita apartine la doua sisteme hidrografice distincte: cel al Ialomitei, în jumatatea de nord-est, si cel al Argesului în jumatatea de sud-vest. Densitatea retelei de râuri variaza între 0,5 si 0,8 km/km2 în zona montana, între 0,3 si 0,5 km/km2 în zona subcarpatica si între 0,3 si 0,4 Km/Km2 în zona joasa. Râul Ialomita izvoraste de pe versantul sudic al masivului Bucegi si paraseste teritoriul judetului în amonte de confluenta cu râul Cricovul Dulce, având o suprafata de bazin de 1208 km2 si o lungime de 132 km. Panta medie a râului pe teritoriul judetului este de l7,5%. Râul Arges, ale carui izvoare se gasesc pe versantii sudici ai Muntilor Fagaras, strabate judetul pe o lungime de 47 km, la intrarea în judet având o suprafata de bazin de 3590 km2 si o lungime de 130 km, iar la iesirea din judet o suprafata de 3740 km2 si respectiv lungimea de 177 km. Panta medie a râului pe sectorul aferent judetului este de l,65 %. Cel mai important afluent al Argesului este Dâmbovita care are la intrarea în judet o suprafata de bazin de 636 km2 si o lungime de 67 km, iar la iesire o suprafata de bazin de 1120 km2 si o lungime de 157 km, confluenta cu Argesul fiind însa în afara judetului Dâmbovita. Interfluviul dintre Dâmbovita si Ialomita este drenat, în zona de câmpie de Colentina si Ilfov, afluenti ai Dâmbovite,i cu care se uneste în judetul Giurgiu. Un alt afluent important al râului Arges este Sabarul, care îsi culege apele de pe teritoriul judetului Dâmbovita si pe care îl paraseste în apropierea comunei Potlogi, unde are o suprafata de bazin de 740 km2 si o lungime de 65 km. Partea de sud-vest a judetului este drenata de râurile din zona superioara a bazinului Neajlov, afluent al Argesului, cu care confluenteaza în judetul Giurgiu. Debitele medii multianuale specifice variaza pe teritoriul judetului între 20 l/s*km2 în zona înalta a Muntilor Bucegi si 5 l/s*km2, în zona de câmpie din sud. Debitul mediu multianual al Ialomitei la Baleni, situat imediat în amonte de confluenta cu Cricovul Dulce, este de 10,1 m3/s, al Argesului, la intrarea în judet, de 39,5 m3/s - debit care variaza nesemnificativ pâna la iesire - al Dâmbovitei, la intrarea în judet de, 10,1 m3/s, iar la iesire de 11,8 m3/s. Pe râurile ale caror bazine de receptie se afla integral sau în majoritate în zona înalta, cum ar fi de exemplu Ialomita la statia hidrologica Moroeni si Dâmbovita la statia hidrologica Malu cu Flori, volumele maxime de apa pe anotimpuri se scurg obisnuit primavara (aprilie-iunie), iar cele minime în iarna (decembrie-februarie) reprezentând în medie cca. 40-50 % si, respectiv 10-15 % din cele anuale. Lacurile sunt relativ slab reprezentate pe teritoriul judetului Dâmbovita. În câmpie, sunt amenajate o serie de iazuri si helestee (Nucet, Comisani, Bungetu, Baleni) de importanta locala. În bazinul superior al Ialomitei, în amonte de Cheile Orzei, se afla lacurile de acumulare Bolboci si Scropoasa, care deservesc uzinele hidrocentralelor de la Doicesti si Moreni. În zona Pucioasa exista un lac de acumulare, având în aval o pastravarie si functie turistica.

Rezervele de ape subterane din cuprinsul judetului Dâmbovita depind de gradul de permeabilitate, cât si de grosimea si extensiunea rocilor care le înmagazineaza. Astfel, rocile compacte din zona montana sunt în general impermeabile pentru o buna parte a muntilor Leaota si Bucegi. Totusi, abundenta si permanenta izvoarelor dovedeste existenta apelor freatice, dar acestea sunt acumulate în depozitele de panta si de la baza versantilor. O situatie mai aparte prezinta conglomeratele din sinclinalul Bucegilor, care au un grad de permeabilitate mai mare fata de depozitele constituente din jur, dar nu dau izvoare cu un debit prea mare. În zona de munte nu putem vorbi de prezenta stratelor acvifere de adâncime. Depozitele constituente din zona subcarpatica au diferite grade de permeabilitate, în functie de natura lor. Exista strate acvifere locale în depozitele de pietrisuri, nisipuri si argile din formatiunile pliocene si pleistocene inferioare. Trebuie sa remarcam faptul ca prin infiltrarea apelor superficiale în depozitele mio-pliocene, acestea sufera de cele mai multe ori un proces de mineralizare accentuata si apar, sau sunt întâlnite în foraje, ca ape minerale cu importanta mare pentru economia judetului. Interfluviul dintre Dâmbovita si Arges, exceptând luncile celor doua râuri, este alcatuit din depozite de pietrisuri si nisipuri cu o permeabilitate buna. În coltul sud-vestic al judetului, la sud de lunca Argesului, în sectorul aferent Câmpiei Gavanu-Burdea, apele freatice au conditii foarte bune de înmagazinare, pietrisurile si nisipurile stratelor de Fratesti fiind prezente la o mica adâncime sub cuvertura de loess. Aceleasi depozite cu o granulometrie foarte favorabila infiltratiei si deci cu un orizont freatic foarte bine dezvoltat se întâlnesc si în luncile Argesului si Dâmbovitei pe întregul traseu din judet si de pe valea Ialomitei în avale de Pucioasa.

Teritoriul judetului Dâmbovita apartine în proportie de cca. 80 % sectorului cu clima continentala (50% tinutului climatic al Câmpiei Române si 30 % tinutului climatic al Subcarpatilor) si în proportie de cca. 20 % sectorului cu clima continental-modereta (tinuturilor climatice ale muntilor mijlocii si înalti).

Tinutul cu clima de câmpie se caracterizeaza prin veri foarte calde, cu precipitatii moderate si ierni nu prea reci, cu viscole rare si intervale de încalzire frecvente, care duc la topirea stratului de zapada. Pentru sectorul cu clima continental-moderata sunt caracteristice verile racoroase, cu precipitatii abundente si ierni foarte reci, cu viscole frecvente si strat de zapada stabil pe o perioada îndelungata. Tinutul Subcarpatilor reprezinta caracteristici climatice intermediare.

Temperatura aerului variaza în limite largi din cauza diferentelor mari de altitudine a reliefului. Mediile anuale depasesc 10°C în tinutul de câmpie (10,1°C la Titu si Gaesti), coboara pâna sub 9°C în tinutul Subcarpatilor si variaza între 6 si 0°C în sectorul montan. Pe culmile cele mai înalte devin negative, coborând chiar sub -2°C (-2,6°C pe vîrful Omu). Mediile lunii celei mai calde, iulie, scad treptat de la câmpie (21,7°C la Titu si Gaesti) catre deal (21°C la Târgoviste) si munte (cca .5 - 6°C) pe culmile montane cele mai înalte). Mediile lunii celei mai reci, ianuarie, sunt ceva mai coborâte în câmpie (-2,9°C la Titu si -3,2°C la Gaesti) comparativ cu zona de dealuri (-2,3°C la Târgoviste), din cauza frecventelor inversiuni termice care se dezvolta în partea cea mai joasa a judetului. Începând de la cca. 500 m în sus, mediile lunii ianuarie scad, paralel cu cresterea altitudinii, pâna la valori sub -10°C. Pe culmile montane cele mai înalte, mediile lunare cele mai mici se înregistreaza în februarie când ating chiar -11°C. Maximele absolute înregistrate pâna în prezent au depasit 40°C, în zonele de câmpie si de dealuri (40,4°C la Târgoviste în ziua de 20 august 1946) si 22-25°C în sectorul montan. Minimele absolute au coborât sub -30°C în zona de câmpie (-31°C la Gaesti în ziua de 24 ianuarie 1907) sub -28°C, în zona deluroasa (-28,3°C la Târgoviste în ziua de 25 ianuarie 1942) si pâna la -38°C pe culmile montane cele mai înalte. Numarul mediu anual al zilelor de înghet depaseste 100 la câmpie, 110 în zona de dealuri (111,3 la Târgoviste) si 260 pe culmile cele mai înalte ale muntilor.

Precipitatiile cresc substantial odata cu altitudinea. Cantitatile medii anuale totalizeaza 512,1 mm la Potlogi, 500 mm la Târgoviste si peste 1300 mm pe culmile montane cele mai înalte. Cantitatile medii lunare cele mai mari se înregistreaza în iunie si sunt de 80,1 mm la Dâmbovita, 85,l mm la Titu, 83,1 mm la Târgoviste si 170 mm pe muntii cei mai înalti. Cantitatile medii lunare cele mai mici cad în februarie la câmpie (28,2 mm la Potlogi si 30,3 mm la Titu) si deal (22,1 mm pe culmile cele mai înalte). Cantitatile maxime cazute în 24 de ore au atins 95,6 mm la Titu (3 iulie 1939), 103,8 mm la Potlogi (20 iulie 1949), 135 mm la Gaesti (13 iulie 1941), 190 mm la Bilciuresti (29 iunie 1928), 155,6 mm la Târgoviste (1 iulie 1924) si peste 110 mm pe muntii înalti.

Stratul de zapada prezinta o discontinuitate accentuata în partea joasa a judetului si o mare stabilitate în cea înalta. Durata medie anuala este mai mica de 50 zile la câmpie si mai mare de 215 zile pe culmile montane cele mai înalte. Grosimile medii decadale ating în ianuarie si februarie la câmpie valori de pâna la l0 - 15 cm, iar în ianuarie–martie, la munte valori de pâna la 30 - 50cm.