В природно-географическом отношении край делится на два географических района - горный (Карпатские горы) и равнинный (Закарпатская низменность).
Карпатские горы составляют около 80% территории области и расположены тремя главными хребтами – Верховинским, Водораздельным и Полонинским, а также хребтом Вулканические Карпаты и четырьмя менее крупными, но более высокими горными массивами – Горганы, Черногора, Свидовец и Раховский. Наивысшая вершина Карпат и всей Украины – гора Говерла (2061м) расположена на границе с Ивано-Франковской областью.
От северо-восточных склонов Карпат Закарпатье отделяют пять перевалов – Ужоцкий, Вышковский, Яблуницкий, Верецкий и Воловецкий высотой от 931 года до 1014 метров над уровнем моря. На территории Закарпатья близ поселка Деловое Раховского района находится географический центр Европейского континента.
В юго-западной части области расположена Закарпатская низменность, являющаяся частью Среднедунайской низменности, слабо наклоненная от гор к долине Тисы.
На территории области протекает 9429 рек и протоков, из которых 147 рек длиной более 10 км каждая. Самая крупная из них - Тиса, левый приток Дуная, которая образовывается со слияния Белой и Черной Тисы.
Все крупные реки области впадают либо в Тису – Боржава, Теребля, Рика, Тересва, либо в Бодрог ( на территории Словакии) – Уж, Латорица. В области 137 естественных озер, в основном ледникового происхождения, самым большим и глубоким озером Закарпатья является Синевир.
Климат умеренно-континентальный с преобладающим влиянием Атлантики.
Лето на равнине длительное и жаркое, продолжается до 135 дней, в горах, на высоте 600 м – длится менее 70 суток. Зима относительно мягкая, ее характер зависит от года и высоты, часты оттепели; количество осадков крайне неравномерно и связано с высотной поясностью.
Почвы в Закарпатье очень разнообразны, для каждой рельефной зоны характерна своя группа почв, но все они относятся к смешанным буроземно-подзолистым. В предгорьях и горах – бурые горно-лесные и бурые луго-буроземные почвы, на низменности – дерново-подзолистые и бурозёмно-подзолистые.
Полезные ископаемые в Закарпатье представлены довольно богатыми месторождениями свинцово-цинковых и алюминиевых руд, золота.
На юге области (Солотвино), находится крупное месторождение каменной соли, которое также знаменитое соляными шахтами, расположенными на разной глубине (от 150 до 500м) и лечебными грязями.
Промышленное значение имеют месторождения доломитов, туфов, перлитов, минеральных красок, бентонитовых глин, известняков. В Закарпатье более 340 источников целебных минеральных вод, из которых наиболее известные Свалява и Поляна Квасова.
