Typografien
Beliggenheden vest for stilstandslinjen og ud mod Vadehavet har præget landskabets topografi med store fladt beliggende marskområder med bagvedliggende eroderede bakkeøer, gennemskåret af flade arealer med smeltevandsslette i ådalene for de store vandløbssystemer.
Vandløbssystemerne fører vand fra store oplande i og opstrøms Esbjerg Kommune til Vadehavet, hvor det føres ud gennem den lange række af sluser, som bryder digerne. Kongeå systemet modtager vand fra et opland på 450 km2, der strækker sig helt tilbage til Vejen og Kolding kommuner. Ribe Å systemet modtager tilsvarende vand fra et opland på 960 km2, der strækker bl.a. sig tilbage til Haderslev og Tønder kommuner.
Diger
For at beskytte mod havet er væsentlige strækninger dækket af diger og anden kystbeskyttelse.
Syd for Esbjerg er de store havdiger: Novrup Dige, Darum-Tjæreborg Dige, Ribe Dige og Rejsby Dige og på Mandø er der Mandø Havdige. På Mandø er der endvidere dige omkring Mandø by. Nord for Esbjerg er der Fovrfeld Dige og Hjerting Syd Dige. Disse er suppleret med anlæg med skræntfodsbeskyttelse ved Sædding nord for Esbjerg og ved Måde Deponi syd for Esbjerg.
På ydersiden af digerne skabes der kontinuerligt aflejringer gennem sedimenttilførsler fra tidevandet.
Koblede hændelser med bagvand bag sluserne
Sluserne lukker, når vandstanden i havet er højere end ved udløbet. I vinterperioden er sluserne lukkede i længere perioder på grund af vind. Samtidig er der i vinterperioden længere perioder med regn, som forårsager øget afstrømning fra tilstødende arealer gennem vandløbssystemerne. I perioder med lukkede sluser og øget afstrømning kan vandet ikke komme ud, men stuver i stedet op i vandløbet og på de omkringliggende arealer. Dette fører hvert år til situationer med oversvømmelse i marsken og fra tid til anden også i byområder som Ribe, Gredstedbro og Vilslev.
Geologi
Geologien er domineret af sandede jordarter, men der er også større områder med moræneler, for eksempel ved Bramming og Andrup og i større områder i kommunens sydøstlige del. I områderne langs kysten, især syd for Esbjerg er der marsk med vekslende tynde saltvandslag og marint ler. Langs vandløbssystemerne er der endvidere områder med gytje, tørv og mose.
De geologiske forhold betyder, at mulighederne for en løbende afvanding af terrænet uden risiko for oversvømmelse er meget forskellige lokalt, og i områder med ler- eller tørveholdige jordarter kan overfladevand være lang tid om at trænge ned gennem jordlagene, sådan at der dannes et sekundært grundvandsspejl tæt på terræn.
I områder med sandholdige jorder, som fx i Esbjerg by, vil overfladevand forholdsvis hurtigt kunne nedsive, fordi der de fleste steder er lang afstand til det primære grundvandsspejl. Det er imidlertid ikke tilfældet alle steder, og bl.a. i Ribe peger en GEUS-undersøgelse på, at grundvandsstanden også på sandede jorde tæt på de store vandløbssystemer kan fluktuere meget, når der sker tilbagestuvning af bagvand i vandløbssystemet.