内蒙古自治区位于蒙古高原东南部,大多数地区海拔在1000米以上,地形地貌复杂多样。内蒙古高原是我国四大高原中的第二大高原,从东北向西南绵延3000多千米,可划分为呼伦贝尔高原、锡林郭勒高原、乌兰察布高原和巴彦淖尔阿拉善及鄂尔多斯高原4部分,占据内蒙古疆域的三分之二,构成了内蒙古地形的主体。高原四周分布着大兴安岭、阴山(狼山、色尔腾山、大青山、灰腾梁)、贺兰山等山脉,构成内蒙古高原地貌的脊梁,与宁夏回族自治区交界处的贺兰山,顶峰海拔3556米,为本区最高点。内蒙古高原西端分布有巴丹吉林、腾格里、乌兰布和、库布其、毛乌素等沙漠,总面积15万平方千米。在大兴安岭的东麓、阴山脚下和黄河岸边,有嫩江西岸平原、西辽河平原、土默川平原、河套平原及黄河南岸平原。这里地势平坦、土质肥沃、光照充足、水源丰富,是内蒙古的粮食和经济作物主要产区,素有“黄河百害,唯富一套”之称。在山地和高原、平原的交界地带,分布着黄土丘陵和石质丘陵,其间杂有低山、谷地和盆地分布,水土流失较严重。全区高原面积占全区总面积53.4%,山地面积占20.9%,丘陵面积占16.4%,平原与滩地面积占8.5%,河流湖泊、水库等水域面积占0.8%。
内蒙古自治区境内共有大小河流1000余条,黄河由宁夏石嘴山附近进入内蒙古,由南向北,围绕鄂尔多斯高原,形成一个马蹄形。流域面积在1000平方千米以上的河流有70多条;流域面积大于300平方千米的有258条。主要的外流河有黄河、永定河、滦河、额尔古纳河、嫩江和西辽河六大水系,内河流域面积17.4万平方千米,占全区总流域面积的15%。有近千个大小湖泊,总面积约7000平方千米以上。主要有:呼伦湖、贝尔湖、达里诺尔、乌梁素海和嘎顺淖尔等。其中呼伦湖是内蒙古最大的湖泊,也是我国五大淡水湖之一
内蒙古自治区地域广表,所处纬度较高,高原面积大,距离海洋较远,边缘有山脉阻隔,气候以温带大陆性季风气候为主。有降水量少而不匀,风大,寒暑变化剧烈等特点。大兴安岭北段地区属于寒温带大陆性季风气候,巴彦浩特海勃湾—巴彦高勒以西地区属于温带大陆性气候。总的特点是春季气温骤升,多大风天气,夏季短促而炎热,降水集中,秋季气温剧降,霜冻往往早来,冬季漫长严寒,多寒潮天气。全年太阳辐射量从东北向西南递增,降水量由东北向西南递减。年平均气温为0C—8'℃。年总降水量50毫米—450毫米,东北降水多,向西部递减。东部的鄂伦春自治旗降水量达500毫米以上,西部的阿拉善高原年降水量少于50毫米,额济纳旗为37毫米。蒸发量大部分地区都高于1200毫米,大兴安岭山地年蒸发量少于1200毫米,巴彦淖尔高原地区达3200毫米以上。内蒙古日照充足,光能资源非常丰富,大部分地区年日照时数都大于2700小时,阿拉善高原的西部地区达3400小时以上。全年大风日数平均在10天—40天,其中锡林郭勒、乌兰察布高达50天以上;大兴安岭北部山地,一般在10天以下。沙暴日数大部分地区为5-20天,阿拉善西部和鄂尔多斯高原地区达20天以上,阿拉善盟额济纳旗的呼鲁赤古特大风日,年平均108天。70%发生在春季。