Geologia e relevo. O estado de São Paulo está situado sobre um amplo planalto, com cerca de 600km de extensão no sentido sudeste-noroeste, orlado a leste por uma estreita planície litorânea de aproximadamente quarenta quilômetros de largura média. A transição entre o planalto e a planície se faz por uma escarpa abrupta, a serra do Mar, com altitude entre 800 e 1.100m. O planalto desce suavemente para o interior e se divide em três seções: o planalto cristalino, a depressão interior e o planalto ocidental, que formam, ao lado da planície litorânea e da serra do Mar, as cinco unidades morfológicas do estado.
A planície litorânea apresenta feições variadas. A nordeste de Santos, estreita-se bastante, apertada entre o mar e as escarpas da serra do Mar, que em alguns locais cai diretamente sobre o oceano. Para oeste, dilata-se progressivamente até atingir, no vale do rio Ribeira do Iguape, sua maior largura (sessenta quilômetros). Alguns maciços isolados, de que são exemplo as elevações que dominam a cidade de Santos, erguem-se da planície. Esta é constituída de baixadas fluviomarinhas recentes, resultantes da colmatagem (aterramento) de antigos golfões. A baixada santista ocupa um desses golfões ainda não inteiramente preenchido pela sedimentação. Em conseqüência, é cortada por um conjunto de canais que forma verdadeiro labirinto em torno das ilhas de Santo Amaro e São Vicente.
A serra do Mar, rebordo do planalto, forma uma faixa de terrenos acidentados, interposta entre a planície e o planalto. De Santos até o limite com o estado do Rio de Janeiro, apresenta-se como uma escarpa contínua, formando majestoso paredão que desce quase verticalmente da beira do planalto sobre a planície litorânea ou sobre o mar. Foi essa a seção do rebordo do planalto a que se aplicou inicialmente o nome de serra do Mar. De Santos até a divisa com o estado do Paraná, transforma-se numa sucessão de estreitos vales e cristas montanhosas, resultantes do trabalho de erosão do rio Ribeira do Iguape e seus tributários sobre as rochas menos resistentes dessa porção do planalto.
Acima do escarpamento da serra do Mar desenvolvem-se as suaves ondulações do planalto cristalino, assim chamado por ser talhado em rochas cristalinas antigas (gnaisses e granitos). Essa unidade de relevo ocupa a porção sul-oriental do planalto paulista. Sua topografia regular se desdobra em amplo conjunto de colinas, entre as quais serpenteiam vales rasos e largos. A esses traços gerais acrescentam-se ainda algumas outras feições de relevo ligadas ao planalto cristalino paulista. A mais importante é a serra da Mantiqueira, cujo traçado em forma de um grande crescente corresponde aproximadamente à divisa com o estado de Minas Gerais. O escarpamento da Mantiqueira constitui o rebordo do planalto sul-mineiro, que domina o planalto cristalino paulista com altitudes superiores a 1.200m.
Além da Mantiqueira, o planalto cristalino apresenta algumas cristas montanhosas, que correspondem a faixas de rochas mais resistentes (metamórficas algonquianas) e podem ser classificadas como montanhas baixas. O planalto cristalino paulista compreende, também, parte do vale do Paraíba, grande depressão alongada que se estende até o território do estado do Rio de Janeiro, na forma de um corredor entre as serras do Mar e da Mantiqueira.
Finalmente, erguem-se sobre as serras do Mar e da Mantiqueira dois maciços montanhosos, respectivamente os maciços da Bocaina (2.085m no morro Tira-Chapéu) e do Itatiaia (2.787m no pico das Agulhas Negras).
A quarta unidade de relevo do estado é a depressão interior, que se estende a oeste do planalto cristalino, na forma de um grande arco cuja concavidade se volta para o interior. Sua superfície, que se encontra cerca de 200m abaixo do nível geral do planalto cristalino e do planalto ocidental, assinala o afloramento de camadas sedimentares antigas, paleozóicas, relativamente menos resistentes à erosão que as formações dos planaltos vizinhos. A oeste da depressão interior ergue-se o rebordo do planalto ocidental, uma escarpa abrupta com cerca de 200m de desnível, com penhascos cortados em formações basálticas: é a chamada serra Geral, que do norte de São Paulo se prolonga até o Rio Grande do Sul.
Aí se inicia a mais extensa unidade morfológica de São Paulo, o planalto ocidental, que ocupa aproximadamente metade do território estadual. Apresenta esse planalto suave inclinação para oeste, caindo de 700m de altitude, a leste, a 300m, a oeste. Exibe assim a feição de uma cuesta, cuja frente ou rebordo é a serra Geral. O arcabouço geológico da cuesta é formado por estratos de basalto, cobertos por formações areníticas que também se intercalam entre eles. Por essa razão, as formações basálticas afloram com reduzida freqüência no estado de São Paulo e são observadas apenas nos fundos de vales e ao longo da serra Geral, ou em manchas esparsas. A extensão e a distribuição dos afloramentos de basalto alcançam certa importância econômica, já que é da decomposição dessa rocha que se originam os solos de terra roxa. Nesse particular, São Paulo difere radicalmente do Paraná, onde o planalto ocidental é inteiramente recoberto por formações basálticas.
O dorso do planalto ocidental tem topografia bastante regular, mas os rios que o drenam, afluentes da margem esquerda do Paraná, sulcaram-no profundamente com seus vales, dividindo-o em numerosos compartimentos alongados no sentido sudeste-noroeste, denominados espigões. Em conseqüência da conformação de seu relevo, o estado tem cerca de 85% de sua área acima de 300m e abaixo de 900m; 8% abaixo de 300m; e 7% acima de 900m. As terras situadas abaixo de 300m correspondem à baixada litorânea; as demais, ao planalto. A pequena parcela que ultrapassa 900m corresponde aos trechos mais elevados do planalto, situados junto a sua margem oriental (serra do Mar e porções paulistas da Mantiqueira).
Clima. Seis modalidades climáticas do sistema de classificação de Köppen ocorrem em São Paulo: os tipos Af, Aw, Cfa, Cwa, Cfb e Cwb. Os tipos Af e Aw correspondem às porções mais baixas do estado. O clima Af, tropical superúmido com chuvas bem distribuídas durante o ano, domina a baixada litorânea e as baixas encostas da serra do Mar. As temperaturas médias anuais são superiores a 20°C e a pluviosidade excede 2.000mm.
O clima Aw, tropical, subúmido com chuvas de verão e invernos secos, caracteriza a maior parte do planalto ocidental, cobrindo-lhe a metade setentrional (mais ao sul a latitude mais alta acarreta temperaturas mais baixas, sobretudo no inverno, o que impede a inclusão dessa região no planalto ocidental do tipo Aw). A temperatura média anual excede também 20°C, mas a pluviosidade é mais reduzida que o tipo anterior (entre 1.000 e 1.250mm).
Os demais tipos climáticos do estado, Cfa, Cwa, Cfb e Cwb, são todos variantes do clima tropical de altitude e se registram nas porções mais elevadas do estado, isto é, na maior parte do planalto. O tipo Cfa, mesotérmico com verões quentes e chuvas bem distribuídas durante o ano, aparece a sudeste e a leste do planalto. A temperatura média anual oscila entre 18°C e 20°C, e a pluviosidade, entre 1.250 e 2.000mm.
O tipo Cwa, mesotérmico com verões quentes e chuvosos e invernos secos, ocorre imediatamente ao norte do tipo Cfa, formando uma faixa que atravessa o estado em seu centro. A temperatura média anual é a mesma do tipo anterior, mas a pluviosidade não ultrapassa 1.250mm. Os dois tipos, Cfa e Cwa, passam a Cfb e Cwb, isto é, a climas com verões frescos, nas porções mais elevadas da área de ocorrência do clima tropical de altitude.
Solos. Como todos os solos de regiões de clima tropical úmido, os de São Paulo são relativamente pobres: deficientes em elementos nutrientes, ácidos e pouco resistentes à erosão agrícola. Entretanto, como os demais solos formados sob o manto florestal, são preferidos para o cultivo ou formação de pastagens, por apresentarem relativa riqueza em matéria orgânica e serem suficientemente soltos para permitir uma fácil penetração das raízes. Ademais, nos primeiros anos de cultivo, respondem com rendimentos adequados.
Dessa maneira, os solos representaram uma vantagem natural decisiva para o estado de São Paulo. Fora da Amazônia, isto é, fora do domínio do clima superúmido, impróprio para as culturas básicas da economia brasileira, como o café, a cana-de-açúcar, o algodão e o milho, nenhuma outra unidade da federação apresenta, em área de topografia plana, tão grande extensão de solos florestais. Os solos paulistas podem ser classificados, de forma muito genérica, de acordo com a rocha matriz que lhes deu origem. Nas áreas de subsolo cristalino aparece o massapê, solo argiloso de coloração avermelhada, semelhante aos solos que dominam toda a fachada atlântica do Brasil.
Na depressão interior e no planalto ocidental, predominam os solos formados de rochas areníticas, pobres e muito friáveis. Entretanto, boa parte dessas terras apresenta certo grau de fertilidade pela presença de um cimento calcário, nas formações do chamado arenito Bauru superior. Os melhores solos dessa região são os derivados dos derrames e intrusões de rochas basálticas (basalto e diabásio), que originam, por decomposição, as famosas terras roxas.
Hidrografia. A rede de drenagem de São Paulo pertence quase integralmente à bacia do rio Paraná. Apenas uma estreita faixa de terras, na qual se incluem a baixada litorânea e uma pequena parte do planalto cristalino, corre para a vertente atlântica. Os rios da bacia do Paraná abrangem o próprio rio Paraná, que forma a divisa de São Paulo com o Mato Grosso do Sul, e seus afluentes da margem esquerda -- o Paranapanema (na divisa com o estado do Paraná), o Peixe, o Aguapeí e o Tietê, além do Grande, formador do Paraná. Os rios Paranapanema e Tietê têm suas nascentes junto à serra do Mar e atravessam os três compartimentos do planalto antes de alcançarem o Paraná.
A vertente atlântica compreende, em geral, apenas pequenos rios que descem da serra do Mar e atravessam a planície litorânea em direção ao oceano. Apenas dois rios desse grupo alcançam maior extensão, penetrando com suas cabeceiras no seio do planalto cristalino; são eles o Ribeira do Iguape e o Paraíba do Sul. Este último corre em direção ao nordeste e penetra no estado do Rio de Janeiro, onde se situa a maior parte de seu curso.
Predomina no estado o regime tropical: os rios enchem no verão e reduzem sua descarga no inverno, período de estiagem. No planalto, a construção de numerosas barragens para produção de energia elétrica tem contribuído para a regularização das descargas fluviais, melhorando inclusive as condições de navegabilidade da alta bacia do Paraná.
Vegetação. Pouco resta atualmente da primitiva cobertura vegetal do estado de São Paulo. A abertura de campos de cultivo, a formação de pastagens artificiais e o uso da madeira como combustível ou como matéria-prima levaram a uma quase completa destruição das florestas paulistas. Essa cobertura florestal revestia outrora cerca de 82% da área estadual; atualmente somente subsistem florestas em áreas impróprias para pastagens e culturas (como as encostas íngremes das serras do Mar e Mantiqueira), ou ainda não incorporadas à economia agropastoril (como algumas porções do extremo oeste). Nessas áreas, onde se fez sentir com menos intensidade a interferência humana, ainda é possível observar as características originais da floresta e reconhecer a marca de sua diferenciação regional. Ao longo da costa e no rebordo do planalto, graças à elevada pluviosidade, a floresta se apresentava como uma mata densa, perene e muito rica em epífitas e lianas.
No interior do planalto, a umidade mais reduzida resultava no desenvolvimento de uma mata semidecídua, onde contrastavam as formações desenvolvidas em solos de arenito com as formações mais exuberantes, dos solos de terra roxa. Nos trechos mais elevados da Mantiqueira e da Bocaina, a floresta assumia caráter mais subtropical, assinalado pela presença do pinheiro-do-paraná (araucária). A mata de pinheiros aparecia, também, em manchas dispersas no leste do estado, das quais a maior situava-se nas proximidades de Botucatu.
Outros tipos de vegetação existiam em São Paulo. Campos cerrados (15% da superfície total) formavam manchas dispersas no interior do planalto, sobretudo na margem oriental do planalto ocidental e na depressão interior. Ao sul desta última, aparecia, como ainda hoje aparece, a extremidade setentrional dos campos gerais do Paraná, ocupando cerca de 1,3% da área estadual.
