Há três grandes biomas: Amazônia, Cerrado e Pantanal. Ao norte, o estado é coberto por floresta equatorial, a Floresta Amazônica.

O principal divisor de águas de Mato Grosso é o Planalto dos Parecis que divide as águas que correm para três bacias hidrográficas: Amazônica, Platina e do Araguaia-Tocantins.

De maneira geral, o relevo é composto por chapadas e planaltos na região central, planícies a oeste, planaltos residuais ao norte e depressões ao sul do estado.

O clima no estado caracteriza-se como temperado com variações na direção sul, chegando a atingir temperaturas elevadas devido às massas de ar frequentes nos meses de agosto e setembro.