Barbados jest prawie w całości otoczony rafami koralowymi.
Wyspę budują wapienie koralowe, powstające od czasów plejstocenu. W północno-wschodniej części wyspy ukazują się plejstoceńsko-mioceńskie osady sekwencji piaskowcowo-łupkowej. Barbados leży w obrębie tzw. pryzmy akrecyjnej, na zewnątrz łuku wulkanicznego Małych Antyli.
Wyspa jest prawie w całości nizinna, ale pod względem rzeźby terenu urozmaicona. Barbados składa się z dwóch części: południowej, wybitnie nizinnej i północnej pagórkowatej. Południowa część jest bardziej równinna ze średnią wysokością od 10 do 100 m n.p.m. a w kierunku północnym teren się podnosi. Mount Hillaby jest najwyższym wzniesieniem na Barbadosie, o wysokości 336 m n.p.m. Występują zjawiska krasowe.
Klimat Barbados leży w strefie klimatu podrównikowego wilgotnego. Poza samym położeniem geograficznym na pogodę wpływ ma obecności oceanu i wpływ ciepłych prądów morskich. To sprawia, że przez cały rok jest gorąco i wilgotno.
Temperatury mają przebieg typowy dla klimatu równikowego, gdzie w okresie zimowym wartości wynoszą , a w okresie letnim . Różnice dobowe są niewielkie, a na wyspie nie notuje się wartości ekstremalnych. Najwyższe temperatury rzędu panują tuż przed okresem huraganowym.