Yhdysvaltojen maantiede kattaa laajan alueen Tyyneltämereltä Atlantille, Kanadan rajalta Meksikoon ja lisäksi erillisinä alueina Alaskan ja Havaijin. Yhdysvaltojen kokonaisala on 9 826 630 km², josta maa-alaa on 9 161 923 km² ja vesialaa 664 707 km². Se on pinta-alaltaan maailman kolmanneksi suurin valtio.Venäjä (17 075 200 km²) ja Kanada (9 984 670 km²) ovat suurempia. CIA, The World Factbook, Rank Order – Area , 13.12.2007. Luettu 3.1.2008
Topografia ja vesistöt thumb|left|Suuria tasankoja Nebraskassa. thumb|left|Niagaran putoukset sijaitsevat Niagarajoessa Erie- ja Ontariojärven välissä. Yhdysvaltojen mannermaa voidaan jakaa topografisesti viiteen suuralueeseen.Parr, s. 938–939. Alueet ovat sisämaan tasankoalue, Appalakit, Atlantin rannikko, Kordillieerit ja läntisten vuoristojen väliset tasankoalueet.Encyclopædia Britannica.
Mantereen sisäosien hallitseva maastonmuoto on laaja tasankoalue, joka ulottuu Meksikonlahdelta Kanadan rajalle ja sieltä Alaskaan. Se voidaan jakaa edelleen kolmeen osaan: Atlantin ja Meksikonlahden rannikkotasankoihin, sisämaan tasankoihin ja Kanadan kilpeen. Suurina tasankoina tunnettu alue muodostaa lisäksi osan sisämaan tasankoalueista. Ne levittäytyvät Keskilännestä länteen, ja suuri osa maan maataloustuotteista kasvatetaan tällä alueella. Alue muodostuu enimmäkseen suuresta, raskaasti viljellystä ja erittäin tasaisesta ruohomaasta. Sisämaan tasankoalue ulottuu New Yorkin osavaltiosta noin 2 400 kilometrin päähän Texasin keskiosiin ja sieltä edelleen noin 1 600 kilometrin päähän Kanadan rajalle. Tasanko kohoaa hyvin harvoissa paikoissa 600 metriä korkeammalle. Tasankoa reunustaa pohjoisessa ja koillisessa Kanadan kilven alue, johon kuuluvat New Yorkin Adirondack ja Minnesotan, Wisconsinin ja Michiganin Yläjärven ylänkö.
Yhdysvaltojen sisäosia halkoo lisäksi laaja Mississippijoen vesistö, joka on merkittävä liikenneväylä. Mississippi on purjehduskelpoinen Minneapolisiin asti, ja lisäksi jokijärjestelmästä on kanavayhteys Illinoisjoen kautta Isoihinjärviin. Mississippin itäiset sivujoet, kuten Ohio ja Tennessee, ovat myös purjehduskelpoisia. Sen sijaan monet läntiset sivujoet ovat kausittaisia ja niissä on runsaasti hiekkasärkkiä, mitkä vaikeuttavat liikennöintiä. Esimerkiksi Missouri, joka on Mississippiä pidempi, saatiin liikennöintikuntoon vasta 1900-luvun puolivälissä patojen ja sulkujen avulla. Isotjärvet Yhdysvaltojen ja Kanadan rajalla muodostavat maailman suurimman makeavetisen vesistön. Järviin kuuluvat Yläjärvi, Huronjärvi, Michiganjärvi, Eriejärvi ja Ontariojärvi.
thumb|left|Appalakkien korkein vuori Mount Mitchell. Appalakit erottavat itärannikon sisämaan tasangosta rannikon suuntaisina lähes koko Yhdysvaltojen pituisina. Ne ulottuvat Alabaman pohjoisosista Kanadan rajalle asti. Appalakit ovat jäänne vanhasta, paljon korkeammasta vuoristosta. Se jaetaan edelleen eri osiin, ja Blue Ridge Mountainsin alueella on sen korkein huippu, vähän yli 2 000 metriä korkea Mount Mitchell. Appalakkien itäpuolelle jää Atlantin rannikkotasanko, joka ulottuu Cape Codista Meksikon rajalle. Cape Codista koilliseen rannikko on Appalakkien vaikutuspiirissä. New Yorkista etelään tasanko levenee, ja sitä täplittävät monet estuaarit, joista suurin on Chesapeakenlahti.
thumb|Archesin kansallispuistoa thumb|Denali Alaskassa on Pohjois-Amerikan korkein kohta, 6 194 m. Lännessä suuret tasangot päättyvät Kordillieerien itäosan Kalliovuoriin. Keskiosaltaan Kalliovuoret muodostavat suuria pohjois-eteläsuuntaisia jonoja, joiden huiput kohoavat kahteen kilometriin. Pohjoisessa on yksittäisiä huippuja, jotka jatkuvat Alaskaan asti. Kordillieerien länsiosan muodostaa kaksi vuoristoketjua. Lähes heti Tyynenmeren rannikolta kohoavat rannikkovuoristot ja noin 240 kilometriä sisämaahan ovat Kaskadit ja Sierra Nevada, joihin kuuluvat Yhdysvaltojen suurimmat vuoret Alaskan ulkopuolella. Niistä korkein on Sierra Nevadan Mount Whitney. Kordillieerien itä- ja länsiosan väliin jää laaja alue, jossa on kuivia altaita, ylätasankoja ja eristäytyneitä vuoristoja. Eteläisin osa, Coloradon laakio (Colorado Plateau) on sedimenttikivien muodostama ylänköalue kilometrin verran tasankojen yläpuolella. Sitä halkovat monet rotkot kuten Grand Canyon, hiekkaerämaat ja vulkaaniset huiput. Coloradon laakiosta länteen Sierra Nevadan rajalla on Basin and Range -nimellä kutsuttu kuiva alue. Kolmas vuoristojen välisen alueen osa on Columbian ylätasanko. Kalliovuorilta länteen monet joista kuivuvat vuoristojen välisillä kuivilla tasangoilla. Alueelle on muodostunut vain yksi hieman suurempi vesiallas, Iso Suolajärvi. Vain kolme suurempaa jokea laskevat mereen asti, Columbia, Colorado ja Sacramento–San Joaquin.
Havaiji sijaitsee noin 4 800 kilometriä länteen Yhdysvaltojen länsirannikosta. Se on muodostunut saariryhmästä, jonka suurimmat saaret ovat Oahu, Maui, Lanai, Kauaia ja Havaiji. Saaria hallitsevat tulivuoret ja niitä ympäröivät koralliriutat. Alaskan puolestaan erottaa muusta Yhdysvalloista Kanada. Alaska on pääosin vuoristoaluetta, jota jäätiköt ovat muovanneet. Alaskassa virtaa myös joitakin jokia, kuten Yukon, jotka muodostavat tasankoalueita.
Yhdysvaltojen suurin joki monien mielestä on Mississippi, mutta sitä seuraavien järjestys riippuu siitä, mitä käytetään joen "suuruuden" mittarina. Oheisessa taulukossa virtaama on keskiarvo joen suulla vuosilta 1951–1980.
Nimi Jokisuun sijainti Virtaama (m3) Valuma-alue (1000 km2) Pituus (mailia) Arkansas Arkansas 1161 417 1469 Atchfalaya Louisiana 1642 246 1420 Brazos Texas (*) 118 1280 Canadian Oklahoma (*) 121 906 Colorado Meksiko (*) 637 1450 Colorado (of Texas) Texas (*) 109 862 Columbia Washington 7543 668 1249 Copper Alaska 1671 63 286 Gila Arizona (*) 151 649 Kansas Kansas (*) 154 743 Kuskokwim Alaska 1897 124 724 Mississippi Louisiana 16791 2978 2340 Missouri Missouri 2157 1370 2540 Mobile Alabama 1903 1155 774 North Canadian Oklahoma (*) 45 800 Nushagak Alaska 1019 35 285 Ohio Illinois-Kentucky 7957 526 1310 Pecos Texas (*) 115 926 Platte Nebraska (*) 220 990 Porcupine Alaska 651 117 569 Red River Louisiana 1586 241 1290 Rio Grande Meksiko-Texas (*) 870 1900 Saint Lawrence Kanada 9854 1026 1900 Snake Washington 1611 280 1040 Stikine Alaska 1586 52 379 Susitna Alaska 1444 52 313 Susquehanna Maryland 1082 70.4 447 Tanana Alaska 1161 115 659 Tennessee Kentucky 1925 106 886 Willamette Oregon 1059 29 309 Yellowstone Pohjois-Dakota (*) 181 692 Yukon Alaska 6371 849 1980 Tähdellä merkityissä virtaama on alle 425 kuutiometriä.
Geologia thumb|Puʻu ʻŌʻō -tulivuori purkautuu Havaijilla. Manner-Yhdysvaltojen länsirannikko on osa Tyynenmeren tulirengasta, jolla esiintyy voimakasta tektonista ja vulkaanista toimintaa ja 81 prosenttia maailman maanjäristyksistä. Maanjäristykset voivat aiheuttaa suurta tuhoa, kuten San Franciscon maanjäristys 1906 tai pitkäperjantain maanjäristys 1964 lähellä Anchoragea.
Kulttuurimaantiede Yhdysvallat on pinta-alaltaan maailman kolmanneksi suurin valtio. Sen kokonaispinta-ala on 9 826 675 neliökilometriä, ja siitä maata on 9 161 966 ja vettä 664 709 neliökilometriä. Maalla on vain kaksi rajanaapuria, Kanada ja Meksiko, ja maarajaa sillä on 12 034 kilometriä. Yhdysvallat on jaettu 50 osavaltioon ja Washingtonin hallintopiiriin.The World Factbook 2009
Väestöllisesti Yhdysvallat voidaan jakaa kolmeen alueeseen. Ensimmäinen niistä kattaa suuriin piirtein nelikulmion muotoisen alueen, jonka kulmapisteet ovat Boston, Chicago, St. Louis ja Washington. Alueen sisässä on seitsemän Yhdysvaltojen 12 suurimmasta kaupungista. Siellä alkoi myös ensimmäinen kasvuräjähdys, ja se on ollut jo pitkään Yhdysvaltojen talouden keskus. Tämän alueen etelä- ja länsipuolella on alue, joka ulottuu Suurien tasankojen länsiosaan. Siellä asutus on harvempaa, ja suurten kaupunkien välillä on suuremmat välimatkat. Toinen alue on kuitenkin Yhdysvaltojen tärkein maatalousalue. Kolmas väestöalue on Yhdysvaltojen länsiosat, joka on kaikista harvimpaan asutettua. Asutus on keskittynyt pienemmälle alueelle, ja esimerkiksi Los Angelesin ympäristö ja San Franciscon lahden ympäristön ovat erityisen tiheästi asuttuja.
Vuoden 2012 arvioitujen väkilukujen mukaan Yhdysvalloissa on yhdeksän yli miljoonan asukkaan kaupunkia. Monet kaupungit ovat kasvaneet rajojensa ulkopuolelle ja muodostaneet laajoja suurkaupunkialueita. Maantieteilijä Jean Gottmann otti vuonna 1961 käyttöön termin megalopoli, kun hän oli tutkinut Yhdysvaltojen itärannikon suurta kaupunkien yhteenkasvua New Hampshiren eteläosista Washingtoniin. Alueella, joka kattaa noin 1,5 prosenttia Yhdysvaltojen pinta-alasta, asuu noin viidennes maan asukkaista. Muita suuria kaupunkikeskittymiä on Isojenjärvien alueella, jossa on kolme konurbaatiota. Niistä yksi sijaitsee Chicagon ja yksi Detroitin ympärillä. Kolmas keskittymä ulottuu Buffalosta Clevelandin kautta Pittsburghiin. Nämä kolme aluetta saattavat pian kasvaa kokonaan yhteen ja yhdistyä myös rannikon megalopolin kanssa. Muita konurbaatioita on eteläisessä Kaliforniassa, jossa on tiheää asutusta Los Angelesin ympärillä Santa Barbaraan ja Meksikon rajalle, ja esimerkiksi Floridan itärannikolla Jacksonvillestä Miamiin.
+ Kymmenen suurinta kaupunkia SijaKaupunkiOsavaltio Alue Väestö kaupunginrajojen sisälläU.S. Census Bureau; Annual Estimates of the Population for Incorporated Places over 100,000, Ranked by July 1, 2004 Population: April 1, 2000 to July 1, 2004 , 30.6.2005. Luettu 14.5.2006 Väestö-tiheysU.S. Census Bureau, County and City Data Book: 2000, Table C–1. Cities — Area and Population, 25.6.2002. Luettu 17.5. Neliömaili on 2,5900 neliökilometriä neliö-kilometrilläMetropolinasukaslukuU.S. Census Bureau, Ranking Tables for Metropolitan Areas: Population in 2000 and Population Change from 1990 to 2000 (PHC-T-3), 4.2.2001. Luettu 15.5.2006. sija1 New York New York Koillinen 8 104 079 10 195 21 199 865 12 Los Angeles Kalifornia Länsi 3 845 541 3 041 16 373 64523 Chicago Illinois Keskilänsi 2 862 244 4 923 9 157 540 34 Houston Texas Etelä 2 012 626 1 302 4 112 198 105 Philadelphia Pennsylvania Koillinen 1 470 151 4 337 6 188 463 66 Phoenix Arizona Länsi (Lounas) 1 418 041 1 074 3 251 876 147 San Diego Kalifornia Länsi 1 263 756 1 457 2 813 833 178 San Antonio Texas Etelä 1 236 249 1 084 1 592 383 309 Dallas Texas Etelä 1 210 393 1 340 5 221 801 910 San José Kalifornia Länsi 904 522 1 976 7 039 362 5
Ilmasto thumb|left|Yhdysvaltojen ilmastovyöhykkeet Köppenin luokituksen mukaan
Suuren kokonsa ja maantieteellisen monimuotoisuutensa vuoksi Yhdysvalloissa esiintyvät lähes kaikki ilmastotyypit. Manneralueellakin koetaan ajoittain olosuhteita, jotka ovat yhtä kuumia kuin tropiikin aavikot tai yhtä kylmiä kuin napa-alueiden mannerolot. Sää voi myös muuttua nopeasti ja rajusti kaikkina vuodenaikoina.
Ilmastokaavioita Yhdysvaltojen eri osista(sademäärä sinisin pylväin, keskilämpötila punaisella) thumb|140px|Seattle thumb|140px|Detroit a thumb|140px|Key West Floridassa. thumb|140px|New York Itärannikolla. thumb|140px|New Orleans thumb|140px|Los Angeles.
Suurin osa Yhdysvalloista sijaitsee keskileveysasteiden liikkuvien matalapaineiden reitillä. Ne tuovat rintamineen sateita ja nopeita lämpötilanmuutoksia etenkin maan koillisosaan. Polaaririntaman aaltoilujen mukaan Keskilännen tasangoille virtaa vuoroin arktista tai polaarista ilmamassaa pohjoisesta tai trooppista massaa Karibialta ja Meksikonlahdelta. Talvella ja keväällä lämpötila voi muuttua yli 20 astetta muutamassa tunnissa. Tyynenmeren rannikolla ja muualla Kalliovuorten länsipuolella säänvaihtelut ja vuodenaikojen erot ovat paljon pienempiä.
Rajuimpia sääilmiöitä ovat hurrikaanit, joita tulee sekä Atlantilta että Tyynenmeren puolelta. Hurrikaaneja esiintyy kesäkuusta joulukuuhun, eniten elo-syyskuussa. Joitakin tuhoisista hurrikaaneista ovat olleet Hurrikaani Galveston vuonna 1900, Hurrikaani Betsy vuonna 1952, Hurrikaani Andrew vuonna 1992 ja Hurrikaani Katrina vuonna 2005.