Budowa geologiczna i rzeźba Anguilla będąc częścią Małych Antyli, należy strukturalnie do łuku wulkanicznego, który powstał w czasie orogenezy alpejskiej. Anguilla, jak i należące do niej wyspy, jest zbudowana z osadów wapiennych, gdzie przeważają pochodzące z miocenu wapienie rafowe. Rafowe wapienie spoczywają na pochodzących z paleocenu i eocenu tufach i piaskowcach, które są pochodzenia wulkanicznego. Anguilla powstała w wyniku kolizji płyty karaibskiej z północnoamerykańską.
Wyspa jest wybitnie nizinna, ale krajobraz nie jest całkowicie monotonny. Zaznaczają się na niej niewysokie wzniesienia, które przeciętnie wznoszą się na 20–30 m n.p.m. Najwyższe wzniesienie – Crocus Hill liczy 65 m n.p.m. i znajduje się w północnym krańcu wyspy. Większość powierzchni ma postać równinną.
Klimat Anguilla leży w strefie klimatu równikowego, na który wpływ ma północno-wschodni pasat, oraz ciepłe prądy morskie. Temperatury są typowe dla regionu równikowego i wynoszą od 26 °C w styczniu do 29 °C w lipcu i sierpniu. Amplitudy dobowe są niewielkie, niwelowane przez wpływ morza i pasatów. Opady są dosyć niskie, gdzie średnia roczna wynosi jedynie 900 mm, ale na przestrzeni lat są wyraźne różnice w opadach rocznych. W lutym i w marcu zaznacza się pora sucha, z miesięcznymi opadami około 40 mm.