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대체로 홍해 및 아덴 만과 나란히 뻗어 있는 예멘의 주요지형은 좁은 해안평원, 내륙 깊숙이 자리잡은 예멘 고원, 북부 쪽에 넓게 펼쳐진 사막고원지대 등 크게 세 부분으로 나누어진다. 너비 25~40km의 좁은 해안평야인 티하마 평원이 사우디아라비아에서 남쪽 방향으로 홍해 연안을 따라 펼쳐져 있으며, 아덴 만 쪽에도 불연속한 형태이기는 하지만 너비 8~16km의 해안평원이 자리잡고 있다. 예멘 서부의 티하마 평원 동쪽에는 해발고도 450~1,500m에 이르는 고원지대가 있다.

동쪽 방향으로 널리 펼쳐진 이 고원지대는 영구하천 와디 하드라마우트와 그 연장 부분인 간헐천 와디 마실라 등에 의해 형성된 건곡(乾谷)을 중심으로, 오만 국경 부근인 동부와 서부 지역으로 나누어진다. 예멘 고원 북쪽에는 사우디아라비아 전국토의 절반가량에 해당하는 룹알할리 사막의 남쪽과 연결된 모래사막이 있다. 1982년 12월에는 옛날부터 큰 지진이 잦았던 사나 남쪽의 고원지대에서 대지진이 일어나 약 3,000명이 죽고 50만 명에 가까운 사람들이 집을 잃었다. 강수량은 고도에 따라 편차가 큰 편이다. 동부의 해안저지대와 북부의 사막지역은 연평균강우량이 100㎜정도이고 남서부 고원지대는 400㎜ 남짓이지만 예멘 북부에 있는 고원지대에는 750㎜에 가까운 강우량의 분포를 보이는 때도 있다. 남부 해안에 있는 아덴에서 1월평균기온 25℃, 7월평균기온 32℃ 정도를 기록한다. 여름의 한낮 기온이 38℃가 넘는 경우가 많으며 상대습도는 80%가량이다. 고원지대는 여름에도 상당히 서늘하고 겨울에도 매우 추우며, 눈이 내리거나 서리가 내리는 경우도 잦다.

아라비아 반도 대부분이 전반적으로 메마른 건조지대인 것과는 대조적으로 예멘 서부의 고원지대는 놀라울 정도로 토양이 기름지다. 비는 2번의 우기에 걸쳐 내리며 대체로 강우량도 적당해서 농경지 대부분에서는 별도의 관개시설 없이도 농사를 짓는다. 고원지대 및 중간 정도의 고도에 이르는 지역에서는 계단식 대지와 와디 주변 평지의 비옥한 토질, 온화한 기후조건(아열대에서 온대)을 바탕으로 수수를 비롯한 곡물류와 감자 등을 상당량 생산하고 있다.

반면 예멘 남부와 동부 대부분은 식생(植生)을 찾아보기 힘든 지역이다. 그러나 와디 하드라마우트 부근의 평지와 계단식 대지를 비롯해, 강줄기 주변에 자리잡은 몇몇 작은 밭에서는 농작물을 재배하며, 남부 해안과 가까운 고원지대의 곳곳에서는 가시관목·유향·몰약의 원료를 채취할 수 있는 수종(樹種)을 비롯해 키작은 나무 등 천연식생이 어느 정도 분포한다.

광물자원은 비교적 풍부한 편이다. 사나 북쪽의 누쿰 산에서는 철광석을 채굴·제련하며, 북부지역에서도 상업성 있는 철광석 광상이 발견되었다. 석탄·구리·납·아연·니켈·금·은·우라늄 광상도 있으며, 살리프에서는 암염을 생산한다.

1980년대 중반 북동부의 마리브알자우프 분지에서 매장량이 상당할 것으로 기대되는 유전층이 발견되었다.