Relevo. Cinco categorias morfológicas caracterizam o relevo cearense: o pediplano, as serras, as chapadas, os tabuleiros litorâneos e as planícies aluviais. O pediplano, feição dominante, constitui uma vasta planura, levemente ondulada, que cai de modo suave de sul para norte e dele surgem elevações esparsas, as serras e chapadas. As serras são maciços montanhosos talhados em rochas cristalinas antigas. As mais importantes são as de Uruburetama, Meruoca e Baturité, a última com 1.115m, no pico Alto, ponto culminante da região Nordeste. As chapadas são elevações tabulares de grande extensão, formadas por terrenos sedimentares dispostos em camadas horizontais ou ligeiramente inclinadas. Dominam aí formações areníticas muito porosas, nas quais a água da chuva se infiltra, dando origem a fontes naturais no sopé das chapadas. As mais importantes chapadas localizam-se nas divisas com estados vizinhos: a do Apodi, a nordeste; a do Araripe, ao sul; e a de Ibiapaba, a oeste.
Os tabuleiros litorâneos são também formações areníticas do período terciário, pouco elevadas, e estendem-se por toda a extensão da costa cearense, dominando as praias.
Finalmente, ao longo dos rios (Jaguaribe, Acaraú e outros), desenvolvem-se planícies aluviais (várzeas) sujeitas a inundações, que lhes renovam periodicamente os solos. Cerca de 92% da superfície do estado se encontra abaixo de 600m de altura, e 56% abaixo de 300.
Os solos dos extensos plainos do sertão (pediplanos) são em geral rasos, mas apresentam boa composição química. As dificuldades que oferecem à utilização agrícola resultam apenas de sua deficiência em umidade. Por outro lado, o principal problema dos solos das serras é sua declividade, que favorece a erosão acelerada do terreno. Os solos das chapadas são em geral pobres.
Clima. Salvo pequeno trecho da costa, nas vizinhanças de Fortaleza, que recebe de 1.000 a 1.500mm de chuvas anuais, prevalece na maior parte do território o clima semi-árido, do tipo Bsh de Köppen. A pluviosidade reduzida (menos de 1.000mm anuais e, em alguns locais, menos de 600mm) está sujeita a um regime irregular. Em determinados anos, a estação chuvosa não se produz, desencadeando o fenômeno da seca. Essas condições são ainda agravadas pelo forte calor, de que resulta um elevado índice de evaporação, que muito reduz a disponibilidade de água no solo. Só escapam a esse quadro serras e chapadas, pelas chuvas de relevo que determinam.
Vegetação. O revestimento vegetal se caracteriza pela predominância das caatingas, que recobrem cerca de 91% da superfície estadual. Esse tipo de vegetação encontra-se bastante modificado pela ação do homem, que o substituiu por plantações de algodão ou o transformou em pastagem, eliminando o estrato arbóreo ou arbustivo. Ocorrem ainda no Ceará, ocupando pequenas áreas, mais três tipos de vegetação: cerrados no topo plano das chapadas; carnaubais nas várzeas dos rios, sobretudo na do Jaguaribe; e florestas nas encostas de serras e sopés de chapadas.
Hidrografia. O principal rio do Ceará é o Jaguaribe, cuja bacia drena todo o sul, o centro e o leste do estado. O norte é banhado por pequenos rios independentes, entre os quais o Coreaú, o Acaraú e o Aracatiaçu. Todos os rios do Ceará são temporários, pois "cortam" na estação das secas, isto é, secam. Dentre os açudes construídos no estado, os maiores são os de Orós, no Jaguaribe, e de Banabuiú, no rio do mesmo nome. A capacidade de armazenamento de água atinge 7,8 bilhões de metros cúbicos, mas a utilização dos açudes na irrigação ainda é reduzida.
