Dựa trên cơ sở lý luận về phân vùng địa lý tự nhiên và đặc điểm phân hóa về điều kiện tự nhiên đã chia vùng Thanh Nghệ Tĩnh thành 5 tiểu vùng là núi Tây Thanh Hóa - Nghệ An, núi Bắc của Bắc Trường Sơn, đồi núi thấp Thanh Hóa - Nghệ An, đồng bằng Thanh Hóa và đồng bằng Nghệ Tĩnh. Kết quả phân vùng địa lý tự nhiên vùng Thanh Nghệ Tĩnh là cơ sở thực tiễn quan trọng phục vụ đánh giá tổng hợp điều kiện tự nhiên nhằm huy động nguồn tài nguyên hợp lý phục vụ phát triển bền vững vùng Thanh Nghệ Tĩnh sẽ là hướng nghiên cứu cần thiết cho định hướng tổ chức lãnh thổ hợp lý, hiệu quả tại địa phương.