No norte, o planalto das Guianas constitui um fosso de drenagem principal, separando os rios que correm para o sul da Bacia Amazônica dos que desaguam no sistema do rio Orinoco, na Venezuela, ao norte. O ponto mais alto no Brasil é o Pico da Neblina, na Serra do Imeri (fronteira com a Venezuela) com 2 994 metros, e o menor é o Oceano Atlântico.[12]
O Brasil tem um sistema denso e complexo de rios, um dos mais extensos do mundo, com oito grandes bacias hidrográficas, que drenam para o Atlântico. Os rios mais importantes são o Amazonas (o maior rio do mundo tanto em comprimento – 6 937,08 quilômetros de extensão – como em termos de volume de água – vazão de 12,5 bilhões de litros por minuto), o Paraná e seu maior afluente, o Iguaçu (que inclui as cataratas do Iguaçu), o Negro, São Francisco, Xingu, Madeira e Tapajós.[159]
O clima do Brasil dispõe de uma ampla variedade de condições de tempo em uma grande área e topografia variada, mas a maior parte do país é tropical.[12] Segundo o sistema Köppen, o Brasil acolhe seis principais subtipos climáticos: equatorial, tropical, semiárido, tropical de altitude, temperado e subtropical. As diferentes condições climáticas produzem ambientes que variam de florestas equatoriais no Norte e regiões semiáridas no Nordeste, para florestas temperadas de coníferas no Sul e savanas tropicais no Brasil central.[160] Muitas regiões têm microclimas totalmente diferentes.[161][162]
O clima equatorial caracteriza grande parte do norte do Brasil. Não existe uma estação seca real, mas existem algumas variações no período do ano em que mais chove.[160] Temperaturas médias de 25 °C,[162] com mais variação de temperatura significativa entre a noite e o dia do que entre as estações. As chuvas no Brasil central são mais sazonais, característico de um clima de savana.[161] Esta região é tão extensa como a bacia amazônica, mas tem um clima muito diferente, já que fica mais ao sul, em uma altitude inferior.[160]
No interior do nordeste, a precipitação sazonal é ainda mais extrema. A região de clima semiárido geralmente recebe menos de 800 milímetros de chuva,[163] a maior parte em um período de três a cinco meses no ano[164] e por vezes menos do que isso, resultando em longos períodos de seca.[161] A Grande Seca de 1877–78, a mais grave já registrada no país,[165] causou cerca de meio milhão de mortes.[166] Outra em 1915 foi devastadora também.[167]
No sul da Bahia, a distribuição de chuva muda, com períodos de chuva ao longo de todo o ano.[160] O Sul e parte do Sudeste possuem condições de clima temperado, com invernos frescos e temperatura média anual não superior a 18 °C;[162] geadas de inverno são bastante comuns, com ocasional queda de neve nas áreas mais elevadas.[160][161]
A grande extensão territorial do Brasil abrange diferentes ecossistemas, como a Floresta Amazônica, reconhecida como tendo a maior diversidade biológica do mundo,[168] a mata Atlântica e o cerrado, que sustentam também grande biodiversidade,[169] além da caatinga,[164] fazendo do Brasil um país megadiverso. No sul, a floresta de araucárias cresce sob condições de clima temperado.[169]
A rica vida selvagem do Brasil reflete a variedade de habitats naturais. Os cientistas estimam que o número total de espécies vegetais e animais no Brasil seja de aproximadamente de quatro milhões.[169] Grandes mamíferos incluem pumas, onças, jaguatiricas, raros cachorros-vinagre, raposas, queixadas, antas, tamanduás, preguiças, gambás e tatus. Veados são abundantes no sul e muitas espécies de platyrrhini são encontradas nas florestas tropicais do norte.[169][170] A preocupação com o meio ambiente tem crescido em resposta ao interesse mundial nas questões ambientais.[171]
O patrimônio natural do Brasil está seriamente ameaçado pela pecuária e agricultura, exploração madeireira, mineração, reassentamento, desmatamento, extração de petróleo e gás, a sobrepesca, comércio de espécies selvagens, barragens e infraestrutura, contaminação da água, fogo, espécies invasoras e pelos efeitos do aquecimento global.[168] Em muitas áreas do país, o ambiente natural está ameaçado pelo desenvolvimento.[172] A construção de estradas em áreas de floresta, tais como a BR-230 e a BR-163, abriu áreas anteriormente remotas para a agricultura e para o comércio; barragens inundaram vales e habitats selvagens e minas criaram cicatrizes na terra e poluíram a paisagem.[171][173]