Pyhäjoki on Pohjanlahden rannikkopitäjä, joka on vähitellen noussut merestä. Kunnan maisemakuva on tasainen.
[[Kallioperä]] on [[kivilajiKivi|kivilajikoostumukseltaan]]koostumukseltaan vaihteleva. Yleisimmät kivilajit ovat [[kvartsi]]- [[Harmaakivi|granodioriitti]]. Kunnan keski- [[etelä]]osissa on [[graniitti]]a ja [[kiille]][[liuske]]tta ja [[pohjoinen|pohjoisosassa]] myös [[amfiboliitti]]a. Yleisin [[maalaji]] on [[moreeni]], joka peittää kunnan korkeampia maastokohtia vaihtelevan paksuisena kerroksena. [[Savi|Savea]] ja [[hiesu]]a on vain vesistöjen varsilla. Rannikolla ja kunnan pohjoisosassa on laajoja [[hiekka]][[kangas|kankaita]]. [[Kivennäismaalaji]]t ovat laajoilla alueilla [[turve|turpeen]] peitossa. Voimakas maankohoaminen muuttaa jatkuvasti [[rannikko|rannikon maisemia]]. Rannikon edustalla on joitakin pieniä [[saari]]a ja [[luoto]]ja. Maasto kohoaa rannikolta sisämaahan niin, että [[itä]]osissa saavutetaan jo sadan metrin taso. Korkein kohouma yltää 113 metrin korkeuteen.<ref name="Finlandia8" />
Kunnan päävesistö on kahtena koskisena suuhaarana [[meri|mereen]] laskeva [[Pyhäjoki (joki)|Pyhäjoki]]. Muita suurempia jokia ovat Limingoja ja Yppärinjoki. Järviä on muutama mm. Polusjärvi, ja nekin ovat alaltaan pieniä. Suot peittävät kaksi kolmasosaa kunnan pinta-alasta. Suurimpia [[suo|soita]] ovat Liminkaneva, Sydänneva ja Karhunneva.<ref name="Finlandia8" />
