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Geología 
En el estado Carabobo se presentan dos grandes bloques montañosos que ocupan aproximadamente el 73% de la totalidad del estado, localizados al norte y sur en dirección oeste-este, los cuales corresponden respectivamente a las serranías del Litoral y del Interior, separadas por la Depresión del lago de Valencia. 
Desde el punto de vista de su litología, las serranías del Litoral y del Interior presentan generalmente un alto y bajo grado de metamorfismo, respectivamente, caracterizada su estructura geológica por la presencia de: anticlinales, sinclinales, diaclasas, fracturas y numerosas fallas, destacando la falla de La Victoria localizada al sur de Valencia con dirección este, muestra la intensa actividad tectónica de la región, que dio lugar a una extensa depresión donde la acción posterior de los ríos ha originado una serie de valles premontanos, y una extensa planicie de suelos aluviales y lacustrinos que bordean el lago de Valencia. 

Relieve  
El relieve en la parte montañosa se caracteriza por presentar entalles profundos y crestas elevadas, donde domina una  topografía accidentada con pendientes que en algunos casos son superiores al 80%. En tanto, en la depresión se presenta un relieve plano, con pendientes inferiores al 1 %, las cuales aumentan ligeramente hasta un 5% en la altiplanicie de Tocuyito. 

Clima 
El clima en la entidad se ve afectado por la altitud y la cercanía al mar. La temperatura es uniforme durante todo el año con una media de 24,5°C. Las precipitaciones alcanzan los 1 500 mm en las áreas de montaña, en los sectores costaneros de Morón-Puerto Cabello presenta un promedio anual de 900 mm, y en la Depresión del Lago de Valencia oscila entre 900 y 1300 mm con cinco o seis meses húmedos, aproximadamente. 

Suelos  
Los suelos en las partes bajas son aluvionales, en las partes más altas de la Cordillera de la Costa se encuentran suelos litosoles, además de afloramientos rocoso. 

Hidrografía 
La combinación del clima y la fisiografía han dado origen a la formación de una red hidrográfica bastante densa, constituida por cursos de agua generalmente de poca trayectoria, divididos en tres cuencas: 
La del Mar Caribe: conformada por los ríos Urama, Morón, San Esteban y Borburata. 
La cuenca del río Orinoco: constituido por los ríos Pao, Pacaragua y Guárico. 
La cuenca endorreica del lago de Valencia: hacia la cual fluyen las aguas de los ríos Güigüe, Guayos, Guacara, Ereique y Cabriales. Existen también en la entidad, a 30 Km de Puerto Cabello, las aguas termales de "Las Trincheras" donde brotan fuentes hipertermales con propiedades medicinales ampliamente conocidas. El recurso hídrico presenta relativa abundancia, no obstante el desarrollo de las actividades urbano-industriales han conllevado al trasvase de agua desde otras regiones. 

Vegetación  
La vegetación está condicionada en gran parte por los cambios de humedad, de allí la presencia de una gran extensión de bosques siempre verdes a lo largo de las serranías sobre las divisorias de agua en aquellos sitios donde se concentra la mayor cantidad de humedad. Al nivel del mar predomina la vegetación xerófila y de manglar, mientras que en la Llanura lacustre la vegetación de selva es sustituida por cultivos y sabanas de pastoreo. El desarrollo urbano ha disminuido las formaciones vegetales que cubrían la mayor parte de las tierras carabobeñas. 
En el estado Carabobo la disponibilidad de tierras agrícolas cubre un 19% de la superficie total de la entidad y apenas un 0,28% del país. A pesar que esta superficie puede considerarse relativamente pequeña dentro del contexto nacional, no deja de ser significativa en cuanto a la producción agrícola regional. 
El recurso forestal con potencialidad productora es casi nulo o muy limitado, ya que su función principal es de protector de suelos y aguas. 

Fauna  
En cuanto a la fauna silvestre, está caracterizada por su riqueza y diversidad de especies, en virtud de los numerosos hábitats existentes en el estado, representados en los bosques, sabanas y cuerpos de agua, los cuales dan refugio a la notable fauna. Una muestra es el Parque Nacional Henri Pittier, en el cual existen más de 94 especies diferentes de mamíferos, 516 especies de aves (equivalentes al 41 ,6% de la avifauna del país)  y 84 especies de anfibios y reptiles. 

Recursos Minerales 
En el estado se localizan yacimientos minerales no metálicos tales como: arcillas, gravas, arenas y calizas; estas últimas de mayor importancia por su abundancia y alta calidad, lo que permite la explotación del mineral como insumo para la ornamentación, construcción y otras industrias. De los minerales metálicos, sólo se han detectado provisiones de mercurio, pero aún no se ha determinado el volumen ni el tenor de dichas reservas.