San Fernando cuenta con un terreno formado por sedimentos marinos no marinos del Cuaternario, variando sus suelos en cuanto a su profundidad, pero siendo de origen aluvial. Hacia la parte sur del municipio domina una fisiografía de lomeríos, entre los que se distingue por su silueta la famosa Loma Colorada, que es la máxima altura municipal.

La superficie del municipio es un suave plano inclinado y la parte más alta se localiza hacia el poniente, cuya declive hace contacto con el borde de la laguna por el lado oriente.

Posee un importante rasgo hidrográfico de gran importancia que lo divide en dos, el Río Conchos o San Fernando. El nombre de este río fue tomado debido a la gran abundancia de conchas y caracoles fosilizados que forman los conglomerados rocosos de los barrancos de su profundo cauce.

Este río nace en las vertientes de la Sierra Madre Oriental cuyos escurrimientos bajan de cumbres de más de 3000 msnm. Ya en la llanura se integran dos cauces formadores que son el Río Pablillo (Linares) y el Río Pilón (Montemorelos), los que ya reunidos (el primero luego de la Presa Cerro Prieto, Linares) constituyen el Río Conchos que al poco tramo sirve como límite entre los estados de Nuevo León y Tamaulipas, penetrando a los municipios de Burgos y Méndez donde recibe al Río San Lorenzo y el arroyo de Burgos.

Más adelante pasa frente a la cabecera municipal de San Fernando y aguas abajo se le reúne el arroyo Chorreras, desaguando finalmente en la Laguna Madre, no sin antes formar las Laguna La Nacha y la Laguna Anda la Piedra.

El clima está condicionado precisamente por su cercanía al Golfo de México y a su situación geográfica continental; y hoy, a los desmontes hechos por la acción antropogénica. En general, el ambiente es caliente y seco gran parte del año con lluvias regulares durante el verano. Templado en el otoño y con bajas temperaturas de pocos días continuos cuando se presentan los denominados “nortes”, que son masas polares cargadas de humedad, sin que llegue a caer nieve, salvo caso excepcionales, se llegan a presentar heladas.

Flora y fauna

La vegetación natural ha sido eliminada y en su lugar se presentan amplias áreas dedicadas a la agricultura. En las zonas cerca de la costa, se encuentran tipos de vegetación adaptados a las condiciones de salinidad e inundación que prevalecen allí. Los tipos de vegetación más comunes en esta clase de áreas son: la halófita, en las llanuras salinas e inundables, que se componen principalmente de zacate salado (distivhis spicata), saladilla (donia tampiscensis), romerillo (sualda nigeria), zacatlán alcalino (sporobulos arraides).

El matorral bajo subinerme se encuentra en los valles que tienen suelos con afloración de caliche. Son arbustos rígidos con altura de 40 a 80 centímetros, las principales especies son: chaparro prieto (acacia regiduta), retama (casi spp), cenizo (lencophillum spp), y granjeno (cetis phallida).

En la fauna se localiza paloma, ganso canadiense y venado.