Geologia e relevo. Com altitudes modestas, o relevo apresenta grandes superfícies aplainadas, talhadas em rochas sedimentares. Abrange três regiões distintas: (1) na porção centro-norte do estado, a dos chapadões sedimentares e planaltos cristalinos (com altitudes entre 400 e 800m), que integram o planalto central brasileiro; (2) a do planalto arenito-basáltico, localizada no sul, simples parcela do planalto meridional; e (3) parte do pantanal mato-grossense, baixada da porção centro-ocidental. Ao sul do planalto brasileiro, situa-se o divisor de águas entre as bacias dos rios Paraguai e Amazonas, constituído em parte pela chapada dos Parecis. A maior parte da área é drenada pelos rios da bacia amazônica.
A planície aluvial do médio Araguaia situa-se na região limítrofe entre Mato Grosso e Goiás. Tem natureza semelhante à da planície do Pantanal: ampla, está sujeita a inundações anuais e deposição periódica de aluviões. Pouco depois dela, para oeste, ficam os contrafortes da serra do Roncador.
Clima. O estado apresenta sensível variedade de climas. Prevalece o tropical superúmido de monção, com elevada temperatura média anual, superior a 26o C e alta pluviosidade (2.000mm anuais); e o tropical, com chuvas de verão e inverno seco, caracterizado por médias de 23o C no planalto. A pluviosidade é alta também nesse clima: excede a média anual de 1.500mm.
Vegetação. O estado do Mato Grosso é revestido por uma vegetação em que predominam as florestas, como prosseguimento da mata amazônica. Na área do pantanal mato-grossense que permaneceu nos limites do estado ocorre um revestimento vegetal composto de cerrados e campos. A zona de florestas compreende 47% da área do estado, os cerrados 39% e os campos 14%.
Hidrografia. A drenagem da região se faz por meio de dois sistemas, os dos rios Amazonas e Paraguai. Ao primeiro pertencem o Juruena e o Teles Pires (formadores do Tapajós), além do Xingu e do Araguaia, este na fronteira com Goiás. O principal afluente do rio Paraguai no estado é o rio Cuiabá.
