Mai vàng Yên Tử phát triển tốt ở độ cao từ 300 - 800m và trong những khu vực khó khăn không như những loại mai vàng khủng miền tây. Địa hình khu vực Yên Tử có sự chia cắt mạnh mẽ, độ dốc lớn, với đồi dốc thoải dần theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. Phía Bắc là những vách núi cao, tạo thành rào cản tự nhiên giữa Quảng Ninh và Bắc Giang, phía Tây là vực sâu với độ dốc lớn. Phía Nam dãy Yên Tử kéo dài từ Đông Triều đến Uông Bí, có địa hình đồi, núi thấp với độ dốc trung bình từ 15-200 và đôi lúc vượt qua 350.
Tập trung ở độ cao từ 300 - 800m, có bao nhiêu loại mai vàng Yên Tủ trong những khu vực hiểm trở. Thường xuất hiện ở những nơi có vách đá dốc, gần vách đá, mặt đất thường có sỏi và đá tảng, và không bị che chắn bởi cây rừng khác. Sỏi đá giúp hạt mai vàng không bị cuốn trôi bởi nước mưa, và lớp mùn trên sỏi, đá và đá tảng giúp cho hạt mai vàng phát triển thành cây con, duy trì giống mai vàng quý hiếm. Vì vậy, nhiều cây mai vàng tự nhiên được phát hiện có bộ rễ xoắn chặt vào các tảng đá.
Đối với mai vàng Yên Tử tự nhiên, thường xuất hiện trên các vùng đất dốc và không ngập nước, với độ dốc thường từ 25-35 độ. Đa số cây mai rừng nằm gần lòng khe, gần các dòng suối. Còn đối với mai vàng được trồng trong khu vực dân cư, cây mai cũng được trồng trên các vùng có độ cao từ 300-500m so với mực nước biển, và độ dốc trên 15 độ.
Khu vực Yên Tử thuộc vùng có đặc điểm địa chất của vòng cung Đông Triều, hình thành từ kỷ Trias đến kỷ Juda, với các loại đá chính như đá Sa thạch, đá Sỏi sạn kết Riolit và Sa phiến thạch..
Đặc điểm về thủy văn
Vùng sinh trưởng của cây mai vàng Yên Tử có nhiều đầu nguồn của các hệ suối chính như hệ suối Vàng Tân/suối Trâm, hệ suối Giải Oan và hệ suối Bãi Dâu, suối Tắm, đều bắt nguồn từ núi Yên Tử. Các suối này có chiều dài từ 6-8 km và thường chảy qua các khu vực địa hình cao, dốc, chia cắt mạnh. Với độ cao tương đối của khu vực khoảng 1.000m, đỉnh núi Yên Tử cao nhất là 1.068m và thấp nhất là cánh đồng Năm Mẫu ở độ cao 50m.
Lưu lượng nước và cường độ dòng chảy của các suối trong vùng rất lớn vào mùa mưa. Tuy nhiên, nhờ tỷ lệ che phủ rừng tương đối cao (khu vực rừng Quốc Gia Yên Tử hiện nay có tỷ lệ che phủ từ 0,6-0,8), việc điều tiết hệ sinh thủy và dòng chảy của các con suối đã được cơ bản đảm bảo. Do đó, các suối trong vùng luôn có nguồn nước quanh năm, tạo điều kiện tốt cho sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp và sinh hoạt của người dân, đồng thời tạo ra nhiều cảnh quan kỳ thú như thác Vàng, thác Bạc, thác Ngự Dội. Sự tồn tại của các suối và nguồn nước dồi dào này cũng đóng góp vào việc tạo ra một kiểu khí hậu đặc trưng cho vùng, với đặc điểm là mây mù thường xuất hiện ở độ cao trên 500m, độ ẩm cao và ổn định, cùng khả năng giữ nước tốt của đất, tạo môi trường phù hợp cho sự sinh trưởng của chậu mai vàng Yên Tử.