思南，地處貴州高原向湘西丘陵過渡的大斜坡地帶的北部邊緣，系武陵山脈與大婁山山脈之間的地帶。由於內力地質的作用，是一個多山的地區，僅山脈就有6條，這6條山脈自西、南、東北延伸收聚昂起，形成了良田壩背斜、許家壩向斜，中坎背斜、塘頭向斜，泡木寨背斜和青槓園向斜等6個不同褶皺的組合延展。
山嶺、盆谷的展現與地質構造大體一致，呈北東向長條“S”型扭曲狀平行排列。背斜成谷，以砂頁侵蝕山地丘陵地貌為主，地勢狹窄，坡度大，沖溝發育豐富。向斜成壩，地勢較開闊平緩，多溶洞、消坑、陷井，地下水豐富。這6條山脈中，海拔在1000米以上的山峰就有豐壩的園光頂（1063米）、南盆的飛木山（1125米）、溪底的熊王頂(1187米）、張家寨的月亮巖（1190米）、東華的雲峰山（1237米）、大河壩的任家巖(1072米）、三溪的雷火頂（1148米）、張家寨的帽子巖（1133米）、仙壩的大鍋圈（1030米）、板橋的十二山樑子(1017米）、四角的四角山（1204米）、擦耳的木魚寺(1133米）、馬河的手爬巖(1095.1米)、德浩的癲子山(1006.3米）、孫家壩的花尖山(1211.9米）、磨石溪的老巖頂（1253.1米）、磨溪的尾巴山（1019.2米）、關口的關口場（1050.6米）、大巖的袁家塘（1062米）、青槓園的桐油坪（1363米）、豬嘴山(1316米）、璋子巖(1481米）等22座。
縣境內海拔在1000米以上的山峰還有：磨溪的印巖(1223.2米）、馬鞍山（1108.5米）、十二臺(1147.5米）、易家巖口（1158.2米）、梨子臺（1159.1米）、大硐山（(1147.5米）、磨溪巖(1223.2米），酸湯的泡桐灣(1152.5米），擦耳的猿吊水（1143米），大河壩的風簸巖（1088米），馬河的大尖山（1053米）、沙溝的老林槽(1113米）、水淹坨(1055米）、石盆水（1186米）、東華的廖耳巖(1013米）、將軍山（1068米），仙壩的廣子槽(1030米）、關口的萬家山（1132.2米）、車家山(1050.6米），張家寨的石豬界（1100米），寬坪的香爐山（1275米）、巖門山（1200米），南盆的雞冠山(1241米），官寨的王家大山（1028米）、金銀山（1056米）、老鴉頂（1032米），大巖的馬鞍山（1052米），桐子園的錢吊頂（1234米）、大尖峰（1063米）、青槓園的高碼頭（1428米）、山滕巖(1363米），孫家壩的埡門(1026.8米），磨石溪的青山頂（1083. 2米）、筆架山的寒坡嶺（1222.2米）、息樂溪的向家坨(1205.5米）、石門坎的虎進坳（1201.4米）、山窩叉（1086.3米），三星的中壩樑子（1208米）、掛塝山（1136米），上壩田的大營盤（1240米），青槓坡的四季頂（1151米），侯家坡的四野屯（1203米），水口寺的羊角灣(1004米）等44座。海拔在800米以上的山峰28座。
思南縣境的地貌，由於受地殼斷裂的影響和烏江水系強烈切割的控制，以及山脈的走向、地勢的起伏，且有環巖、思唐、塘頭等三大斷層，因而全縣地形破碎、高差懸殊大。東緣的獐子巖、豬嘴巖、花尖山、老巖頂和西北的香爐山、雄磺頂、月亮巖雲峰山等海拔都在1000米以上，其中獐子巖為全縣最高點（海拔1481米）。而且各褶皺也都朝北突起，如許家壩向斜，由三溪海拔600米高昂突起到沙溝高峰的1100米，全縣則以烏江河面為最低點，分別向東緣及西北延展，從海拔360米逐步上升到400-700米，再上升到1000米以上，從而形成縣境的東緣和西北高，中部烏江河谷和各構造盆地（如許家壩、塘頭、孫家壩等）低，東西兩岸向烏江傾斜的“V”字形地勢的基本輪廓。
從整個地勢來看，全縣大致可分為山地、丘陵、崗（盆）地及谷壩等。其中山地為1014。5平方公里，丘陵867.55平方公里，崗（盆）地193.3平方公里，谷壩123.55平方公里．山地和丘陵就佔了全縣總面積的84. 8 %。
由於思南氣候溫和，夏、秋長，春、冬短，水熱同季．很多樹類都可以在這裡生長，現已發現且數量最多的樹木有馬尾松、楓香、白楊、青槓、泡桐、香椿及油桐、棬子、漆樹等，總共70多種，竹類有慈竹、苦竹、水竹、金竹、斑竹等10多種，藥材有天麻、杜仲等近1100種；牧草類有18科、65屬、112種。
據明嘉靖《思南府志》載：“弘治以前，川民不入境，大率土廣人稀，材木足於林藪，漁獵易於山澤”。這就是說，明弘治以前，縣境內的森林覆蓋率是很高的。後來，“合抱連雲之材，盡山伐而焚之，播種其中，謂之煙田，而地力窮矣”。人多了，原有耕地少了，便向山林進攻。落後的耕作方式，使森林遭到了很大的破壞，森林覆蓋率越來越低，1931年為43. 51%, 1956年為38%，1975年為11. 74%，1983年為10. 09%，這是全縣森林覆蓋率最低的時候。1983年以後，由子保護森林的措施得力，1972年、1973年、1975年三次飛機播種產生效益，加上嚴格的封山育林和嚴禁濫砍濫伐和大規模的群眾性的造林護林，使全縣森林面積逐年增加，森林覆蓋率又上升到1995年的21%，被國家林業部評為林業宣傳先進縣，並定為長防林工程縣。
如果根據地貌類型的地域差異來劃分農業地貌類型，那麼，全縣可劃分為四個農業地貌類型區：即東部低山丘陵區（(500.16平方公里）、西部低中山地區(968.15平方公里）、西南部丘陵區(386.11平方公里)、中部河谷平壩區（364。58平方公里）。
縣內各類野生動物100多種，包括獸類、禽類、兩棲類、爬行類50多種、魚類60多種。其中不乏穿山甲、錦雞、獐子以及鱉和國家一級保護動物大鯢等稀、珍動物。
在思南的地底下，已探明儲量的地下資源有煤、鐵、硫鐵、雄黃、重晶石、錳、汞以及大理石等。儲量在10萬噸以上的煤炭礦點有楓香園、青山篷、碗水、豐壩、長壩、青槓壩、甕溪、思林、侯家坡、水塘等25處；鐵礦主要分佈在長壩、豐壩、碗水、泥溪、官寨、水塘等處，儲量約435萬噸；硫鐵礦主要分佈在楓香園、環巖、張家坳、手爬巖、觀音洞等地，儲量約1900萬噸，重晶石主要分佈在大壩的坪山和臨江的全山等地；大理石分佈在甕溪一帶。
全縣境內由於山崗起伏、切割強烈、地勢破碎，因而河流較多，溪溝密佈，其中主要河流水面20.1平方公里，佔全縣總面積的9%。
思南縣境內的河流，全屬烏江水系。主要河流烏江，由縣境西南高灘至坪頭溪（界河）河段入境，經乾溪子、安家坨、文家店、瓦窯嘴、沿溪口、桶口、風清、土坨子、江口、邵家橋、趙家壩、鯰魚峽、縣城（思唐鎮）、桶井至縣境北面的埋鞋溪出境（埋鞋溪，海拔350米，為縣境最低處）。烏江干流縣境內河段為78.13公里，集雨面積2139平方公里，將縣境劃分為北西和南東兩大片。
除烏江干流外，縣內較大的河流還有六池河、石阡河、清渡河、黑灘河、黑鵝溪河、箱子溪河。流域面積在100平方公里以上的10條，流域面積大於24平方公里的28條，小於20平方公里的256條，河網密度每平方公里0.13條。
特別是烏江，其中下游幹流部分，雖然在思南境內只有78.13公里，自古以來就是貫穿思南南北的水上交通動脈。上可至大烏江，下可出涪陵而入長江。明時的川鹽入境，便是由江而至，使思南成為黔東北重要的涪鹽集散地和百貨批發、土特產品的收購轉運地，當時的情景是大船小船首尾相接，號子聲此起彼伏，響徹江面，前呼後應的繁忙景象。另外，烏江干流思南段還是一條旅遊風景線，除了依山傍水，人文景觀和自然風光較集中的思唐鎮而外，烏江山峽尚有“一兩絲”、“萬卷書”、“三把傘”、“野豬峽”、“鯰魚峽”、“兩扇巖”、“千佛洞”等景點。正因為烏江與思南人民的利益休慼相關，同時又是貴州文明史的發祥地之一，所以貴州省文物管理處及交通廳等單位才決定將貴州省烏江博物館建在思南，這種以一條河流之文史建館的形式就是在全國也不多見。
思南的山，思南的水，養育了勤勞的思南人民，思南人民又以他們的聰明才智和辛勤勞動不斷地改造和建設著思南的山和思南的水，思南的山和水一定會變得比以往任何時候都更加美麗，更加迷人，並以她從來沒有的嶄新姿態和無窮魅力吸引著更多的熱愛她、眷戀她的人們！
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