Se caracteriza por la presencia de terrazas marinas y fluviales, el desarrollo especial del carso y los tipos de costas biogénicas. También predominan las pendientes desnudas o con una cobertura poco potente de sedimentos sueltos que son intensamente lavados en épocas de lluvias. Predomina el relieve de llanura en un 75 % del territorio, seguido por las alturas bajas y montañas. El 4 % del territorio nacional está ocupado por humedales. El sistema montañoso cubano está conformado por cuatro macizos que abarcan una extensión territorial de 1 959 400 hectáreas que representan el 18 % de la superficie del archipiélago: Guaniguanico, situado en la región occidental; Guamuhaya (Escambray), ubicado en el centro del país; Sierra Maestra y Nipe-Sagua-Baracoa, ambos en la región más oriental. En la Sierra Maestra es donde se localiza la altura predominante de la isla de Cuba y del archipiélago cubano, el pico Turquino, con 1 972 m. En la Isla de la Juventud la altura predominante es la sierra de la Cañada, con 303 m y en cayo Romano (tercera isla por su extensión), la altura predominante es la silla de cayo Romano con 62 m.

El clima de Cuba es cálido tropical estacionalmente húmedo, con influencia marítima. Su ubicación geográfica en una latitud muy cercana al Trópico de Cáncer condiciona la recepción de altos valores de radiación solar y determina el carácter cálido de su clima. Sin embargo, también se halla en una posición singular en la frontera entre la zona de circulación tropical y extratropical, recibiendo la influencia de ambas con carácter estacional. Entre los eventos meteorológicos que con mayor frecuencia afectan a la isla están los huracanes, frentes fríos y sures, con mayor afectación en la región occidental del país.

Los valores medios anuales de la temperatura oscilan desde 24 °C en las llanuras, hasta 26 °C y más en las costas orientales, observándose una disminución de los valores de esta variable en las áreas correspondientes a los sistemas montañosos principales del país.

El elemento de mayor variabilidad en el clima en Cuba son las precipitaciones. El acumulado medio anual de la lluvia en el país es de 1 335 mm. En la mayor parte del territorio, el año se divide en dos períodos estacionales, el lluvioso (de mayo a octubre) donde se registra aproximadamente el 80 % del total anual, y el poco lluvioso (de noviembre a abril) con el 20 % restante. En la región montañosa del nordeste oriental se localizan las zonas donde más llueve en Cuba, con más de 4 000 mm anuales, mientras que en todo el litoral sur de Santiago de Cuba y Guantánamo, se registran los valores más bajos del país, con 400 mm de lluvia.

La humedad relativa es normalmente alta, con valores por encima del 60 %. Los máximos diarios ocurren a la salida del sol (en ocasiones llega a ser superior al 95 %), más elevados en las zonas montañosas y en el interior del país. Los mínimos (al mediodía) se ubican en las costas, disminuyendo hasta aproximadamente 60 % en el interior del territorio.

El viento predominante en casi todo el país es del Este. Las velocidades máximas del viento se deben al paso de frentes fríos, ciclones extratropicales, tormentas locales severas, ciclones tropicales y otros, sobre el país o por sus inmediaciones.

La evaporación potencial es elevada, con un valor promedio de 1 600 mm. Los valores máximo, hasta 2 100 mm anuales, se registran en el Valle del río Cauto y en la costa sur de Guantánamo. Las magnitudes más bajas se registran en el Pico Real del Turquino, Santiago de Cuba, alcanzando alrededor de 800 mm anuales.

La ubicación geográfica y la configuración alargada y estrecha de la isla de Cuba le confieren determinadas peculiaridades en la disposición de su red fluvial; se distingue un parteaguas central a lo largo del territorio, por lo que existen dos vertientes: la norte y la sur. La longitud de los ríos y el área de sus cuencas en el 85 % de los casos es inferior a 40 km y 200 km2, respectivamente. Los ríos más largos son el Cauto, Zaza, Sagua la Grande, Caonao y Toa. Las cuencas hidrográficas de interés nacional son: Cauto, Zaza, Cuyaguateje, Guantánamo-Guaso, Almendares-Vento, Ariguanabo, Toa y Hanabanilla. La mayor parte de los ríos están embalsados, siendo el embalse de mayor capacidad de la isla de Cuba el Zaza. En la Isla de la Juventud la red hidrográfica tiene una distribución radial, y se destaca el río Las Casas, el cual se encuentra represado y conforma el embalse Las Casas Dos.

Los recursos hídricos potenciales se evalúan en un total de 38,1 km3, los cuales se desglosan en 6,4 km3 de recursos subterráneos en 165 unidades hidrogeológicas, y 31,7 km3 de recursos superficiales en 632 cuencas hidrográficas. Los recursos hídricos aprovechables, de acuerdo al nivel de estudios realizados hasta la fecha, están evaluados en unos 24 km3 anuales, correspondiendo el 75 % a las aguas superficiales y el restante 25 % a las aguas subterráneas.

Aunque el conocimiento de la biota cubana es incompleto, el total de especies es de 32 080 con un 42,7 % de endemismo terrestre, lo que constituye un recurso de inestimable valor para el país. Se está estructurando un Sistema Nacional de Areas Protegidas, destacándose cuatro Reservas de la Biosfera, reconocidas internacionalmente por su grado de diversidad y conservación.

La flora se caracteriza por una riqueza extraordinaria de especies y un considerable endemismo, fundamentalmente, en las zonas montañosas. Se reportan unas 11 000 especies, de las cuales 6 300 son endémicas (algo más del 50 %), y de ellas 4 500 son dicotiledóneas. Cuba ocupa el primer lugar en las Antillas por el endemismo de plantas superiores. Entre los endémicos valiosos se pueden citar: la palma corcho, el marañón de la maestra o mantequero (un árbol antiquísimo, de los primeros con flores y superviviente de la flora del cretáceo; la palma barrigona, la dracena cubana, el aguacate cimarrón, gigantesca cactácea; el pino de Mayarí, el pino de la Maestra. La vegetación presenta diferentes tipos de bosques, matorrales, herbáceas, complejos de vegetación y manglares y otros.

La fauna tiene características muy notables debido a su origen y evolución, así como a la influencia del territorio que no presenta barreras naturales. Es pobre en cuanto a grupos representados, pero muchos de los que existen están muy diversificados y con tendencia a la microlocalización (endemismo). No existen en Cuba animales que originen peligros mayores para el hombre. Tiene ausencia de mamíferos terrestres de gran talla y cuenta con algunos de los vertebrados más pequeños del mundo: el murciélago mariposa, el zunzuncito o pájaro mosca, la ranita, la salamanquita. Existen algunos representantes de grupos antiguos como el almiquí y el manjuarí. Alrededor del 60 % de los invertebrados terrestres son endémicos, y de los moluscos, aproximadamente el 70 %. Existen aves terrestres y acuáticas, y ocupan un importante lugar las migratorias que encuentran en el territorio condiciones favorables de alimentación, refugio y reproducción.