地質的には第四紀の沖積層や洪積層であり、植生は平野部やその周辺の標高約500~900mの低山には常緑広葉樹林が広がり、箱根で約900m、丹沢や高尾で約800m、奥多摩、奥武蔵や奥秩父で約700m、西上州や赤城、足尾山地や筑波山で約600m、北毛や那須の山地で約500mまで照葉樹が生えることができる。

また、常緑広葉樹林の上にはブナやシラカバ、ミズナラなどの落葉広葉樹林が広がる。しかし、千葉県は標高が低いため成立しない。茨城県には筑波山山頂周辺と、北部の山の一部にしか広がっていない。

また、落葉広葉樹林の上にはシラビソやダケカンバなどの針葉樹林が落葉広葉樹林の下限から約1100m高い標高から広がるが、千葉県はもちろん、茨城県や神奈川県にも標高が低いため成立しない。東京都には雲取山周辺の僅かな面積にしか広がっていない。

北端には帝釈山脈、高原山、那須連山、八溝山、三国山脈、西端には関東山地（奥秩父山塊もこの一部）などの山地がそびえて、各隣接地方へ繋がる。日本最大の平野である関東平野が広がり、塩那丘陵をはさんでその直ぐ北には那須岳山麓に広がる日本最大級の扇状地那須野が原、東側には上総台地を挟んで千葉県の海岸沿いには九十九里平野が広がる。千葉県南部は房総丘陵で、茨城県の霞ヶ浦周辺は常総台地や常陸台地になっている。群馬県や埼玉県秩父地方などは盆地になっている。荒川、江戸川などの各河川は東京湾へ注ぎ、鬼怒川、利根川（「坂東太郎」とも呼ばれた）は犬吠埼で太平洋へ注ぐ。

東京湾は、房総半島と三浦半島に囲まれ、千葉県の西側、東京都の一部と神奈川県の南側に面して、浦賀水道から太平洋に接する。沿岸部は工業地帯になっている。神奈川県の南側は相模湾・相模灘に、茨城県の沿岸は鹿島灘に面する。また、相模湾には、二回の関東地震の震源地となった相模トラフが通っているために、各地で地震対策にも力が入れられている。

最高地点は、栃木県日光市と群馬県片品村との境にある日光白根山（奥白根山）山頂。日本の都道府県の最高地点としては、八番目に高い。また、関東以北（関東・東北・北海道）の最高地点でもある。都道府県の最高地点は埼玉県が三宝山 (2483m)、東京都が雲取山(2017m)、神奈川県が蛭ヶ岳 (1673m)、茨城県が八溝山 (1022m)、千葉県が愛宕山(408m)である。千葉県の愛宕山は、各都道府県の最高峰の中では最も低い。

「首都圏」といわれる地方でありながら、自然環境に恵まれているといえる。自然公園面積の割合は、東京都が全国第二位、埼玉県が第四位、神奈川県が第十位である。

• 山地：三国山脈、足尾山地、帝釈山脈、大佐飛山地、八溝山地、関東山地、丹沢山地、房総丘陵
• 山：那須岳、大佐飛山、高原山、男体山、女峰山、日光白根山、榛名山、妙義山、赤城山、谷川岳、八溝山、加波山、筑波山、雲取山、甲武信ヶ岳、三宝山、高尾山、蛭ヶ岳、丹沢山
• 川：鬼怒川、小貝川、那珂川、箒川、久慈川、利根川、荒川、中川、多摩川、江戸川、酒匂川、相模川
• 瀑：湯滝、竜頭滝、華厳滝、袋田滝
• 湖沼：中禅寺湖、五十里湖、西浦（霞ヶ浦）、北浦（霞ヶ浦）、印旛沼、芦ノ湖
• 海浜：鹿島灘、九十九里浜、東京湾、相模湾（湘南）
• 国立公園：日光国立公園、尾瀬国立公園、秩父多摩甲斐国立公園、富士箱根伊豆国立公園、
• 国定公園：水郷筑波国定公園、南房総国定公園