美国位于北美洲南部，东临大西洋，西濒太平洋，北接加拿大，南靠墨西哥及墨西哥湾。东南部沿岸平原分大西洋沿岸平原和墨西哥沿岸平原两部分，这一地带海拔在200米以下，多数由河川冲积而成，特别是密西西比河三角洲，面积大，土质油黑，土壤肥沃。河口附近有一些沼泽地。位于这一地区的佛罗里达半岛是美国最大的半岛。
阿巴拉契亚山脉位于大西洋沿岸平原西侧，基本与海岸平行，长约2 300多千米，一般海拔1 000～1 500米，由几条平行山脉组成。内地平原呈倒三角形，北起漫长的美国与加拿大边界，南达大西洋沿岸平原的格兰德河一带。西部山系由西部两条山脉所组成，东部为落基山脉，西部为内华达山脉和喀斯喀特山脉。内华达山脉的惠特尼峰海拔4 418米，为美国大陆最高点。喀斯喀特山脉的雷尼尔山海拔4 392米，仅次于惠特尼峰。西部山间高原由科罗拉多高原、怀俄明高原、哥伦比亚高原与大峡谷组成，为美国西部地质构造最复杂的地区。大峡谷位于亚利桑那州西北部，由一系列迂回曲折、错综复杂的山峡和深谷组成，气势雄伟，岩壁陡峭，为世界上罕见的自然景观。
美国河流湖泊众多，水系复杂，从总体上可分为三大水系。凡位于落基山以东的注入大西洋的河流都称为大西洋水系，主要有密西西比河、康涅狄格河和赫得森河，其中密西西比河全长6 020千米，居世界第四位。凡注入太平洋的河流称太平洋水系，主要有科罗拉多河、哥伦比亚河、育空河等。北美洲中东部的大湖群，包括苏必利尔湖、密歇根湖、休伦湖、伊利湖和安大略湖，总面积24.5万平方千米，为世界最大的淡水水域，素有“北美地中海”之称，其中密歇根湖属美国，其余4湖为美国和加拿大共有。苏必利尔湖为世界最大的淡水湖，面积在世界湖泊中仅次于里海而居世界第二位。
美国的气候大部分地区属温带和亚热带气候，仅佛罗里达半岛南端属热带。阿拉斯加州位于北纬60°～70°之间，属北极圈内的寒冷气候区；夏威夷州位于北回归线以南，属热带气候区。美国幅员辽阔，地形复杂，各地气候差异较大。大体可分为5个气候区。（1）东北部沿海的温带气候区。这一区域因受拉布拉多寒流和北方冷空气的影响，冬季寒冷，1月份平均温度为-6°C左右，夏季温和多雨，7月份平均温度为16°C左右。年平均降水量为1 000毫米左右。（2）东南部亚热带气候区。因受墨西哥湾暖流的影响，气候温暖湿润，1月份平均温度为11°C，7月份平均温度为24～27°C，年平均降水量为1 500毫米。（3）中央平原的大陆性气候区。这一区域呈大陆性气候特征，冬季寒冷，1月份平均温度为-14°C左右，夏季炎热，7月份平均气温高达27～32°C。年平均降水量为1 000～1 500毫米。（4）西部高原干燥气候区。这一区域内陆性气候，高原上年温差较大，科罗拉多高原的年温差高达25°C。年平均降水量在500毫米以下，高原荒漠地带降水量不到250毫米。（5）太平洋沿岸的海洋性气候区。这一区域冬暖夏凉，雨量充沛。1月份平均气温在4°C以上，7月份平均气温在20～22°C左右。年平均降水量为1 500毫米左右。
美国矿产资源丰富，铁矿石、煤炭、天然气、铅、锌、银、铀、钼、锆等产量均居世界前列，但战略资源如钛、锰、锡、钴、铬、镍等则主要依赖进口。煤炭的总储量为35 996亿吨，石油总储量为240多亿吨，天然气储量为56 034亿立方米。
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