山地の占める割合が大きく、西部には九重連山、南部には祖母山・傾山がそびえる。平野部は大分市や中津市、佐伯市の周辺などごく限られた地域に分布している。豊後水道を挟んで四国地方に接し、最狭部の豊予海峡の幅は10kmほどである。南部の日豊海岸にはリアス式海岸が発達している。