Le relief espagnol péninsulaire se structure autour d'un grand massif central, la Meseta (plateau) Castillane qui s'étend sur 210 000 km² . De part et d'autre de la cordillère centrale se trouve la Meseta du Nord et la Meseta du Sud. L'altitude moyenne du pays atteind 660 mètres.

La Meseta est bordée au nord par le massif Galicien, les monts de León et la cordillère Cantabrique ; au nord-est et à l'est par les monts Ibériques qui la séparent du bassin de l'Èbre, et au sud par la Sierra Morena.
Près de la Meseta s'étendent les deux principales plaines du pays : au nord-est, la dépression de l'Èbre délimitée par les Pyrénées, les monts Basques, les monts Ibériques et les chaînes côtières catalanes et au sud, celle du Guadalquivir entourée de la sierra Morena et de la chaîne Bétique.

Les montagnes les plus élevées sont : le Teide (3 718 m), situé sur l'île de Tenerife, le Mulhacén (3 478 m), dans la Sierra Nevada, et l'Aneto (3 404 m) dans les Pyrénées.

Les fleuves espagnols se caractérisent par de faibles débits et par l'irrégularité de leurs cours, avec alternance d'étiages et de crues. Les fleuves qui se jettent dans l'Atlantique sont nombreux : le Tage (1 120 km), le Duero, le Guadiana, le Guadalquivir et le Miño.

L'Èbre est le fleuve au plus fort débit (615 m3/s) ; il se jette dans la Méditerranée, près du Ter, Segre, Llobregat, Turia, Júcar et Segura. Les rivières et fleuves comme Bidassoa, Nervión, Sella, Navia et Nalón arrosent la côte cantabrique. .

Malgré certaines différences entre la métropole et les îles, le climat tempéré prédomine (températures modérées, faibles précipitations, hivers doux et sécheresses estivales).

Au nord et nord-est, les régions humides d'Espagne enregistrent de fortes précipitations et des hivers doux.

Quant aux régions arides, les précipitations sont inférieures à 600 mm, avec des périodes de sécheresse en été.Les régions de l'intérieur se caractérisent par un climat continental, avec des hivers rudes et des étés plus chauds.

Dans la zone littorale et la dépression du Guadalquivir le climat est méditerranéen, avec des hivers plus doux et des températures annuelles moyennes relativement hautes.

Cuenca, Teruel et Albacete enregistrent les températures les plus basses (jusqu'à -20ºC), alors que celles de Cordoue et Séville peuvent dépasser les 45º C.