O estado do Rio está totalmente inserido no bioma da Mata Atlântica, tendo em seu relevo montanhas e baixadas localizadas entre a Serra da Mantiqueira e o Oceano Atlântico, sendo subdividido nas seguintes unidades geomorfológicas:

1. Terras altas, também chamadas de Planalto ou Serra Fluminense (acima de 200 metros de altitude);
2. As terras baixas, também chamadas de Baixada Fluminense (abaixo de 200 metros de altitude);
3. Os maciços litorâneos (formações rochosas, ao longo da costa). O ponto mais alto do estado é o Pico das Agulhas Negras, com 2791 metros de altitude.

O litoral do Rio de Janeiro é extremamente recortado e se estende por 636 quilômetros. Possui várias baías, sendo as principais a Baía da Ilha Grande, a Restinga da Marambaia, a baía de Sepetiba e a baía de Guanabara e um grande número de ilhas.

O clima do Estado do Rio de Janeiro sofre influencia do seu relevo e da proximidade com o mar sendo clima tropical na Baixada Fluminense e tropical de altitude na Serra Fluminense. A variação do clima no Estado é tão grande que já foram registrados precipitações de neve nas partes altas do Parque Nacional de Itatiaia, onde está situado o Pico das Agulhas Negras. Em 1985 foi registrada a precipitação de um metro de neve em certos pontos próximos deste pico.

Os solos fluminenses são relativamente pobres não sendo indicados para a agricultura. Nos municípios de Campos dos Goytacazes, Cantagalo, Cordeiro e em alguns do vale do rio Paraíba do Sul encontram-se os solos mais propícios à utilização agrícola.