Keluasan daratan tanah besar Amerika Syarikat kira-kira 1.9 bilion ekar (770 juta hektar). Negeri Alaska yang terpisah dari tanah besar dengan Kanada, ialah negeri terbesar dengan keluasan 365 juta ekar (150 juta hektar). Negeri Hawaii yang menduduki sebuah kepulauan di tengah-tengah Pasifik di barat daya Amerika Utara, ada lebih 4 juta ekar tanahnya (1.6 juta hektar).[34] Amerika Syarikat merupakan negara ketiga atau keempat terbesar dari segi jumlah keluasan (daratan dan perairan), mengekori Rusia dan Kanada, dan berada di hadapan atau belakang China. Ketidaktentuan kedudukan ini disebabkan oleh pengiraan dua wilayah yang dipertikai antara China dan India, serta cara pengiraan jumlah keluasan Amerika Syarikat: CIA World Factbook menyatakan 3,794,101 batu persegi (9,826,675 km2),[35] tetapi Bahagian Statistik PBB menyatakan 3,717,813 bt2 (9,629,091 km2),[36] and the Encyclopædia Britannica gives 3,676,486 bt2 (9,522,055 km2).[37] Untuk keluasan daratan sahaja, Amerika Syarikat adalah ketiga terluas di belakang Rusia dan China, tetapi di hadapan Kanada.[38]

Dataran persisiran hadap laut Atlantik memberikan laluan kepada hutan daun luruh yang jauh di pedalaman, dan bukit-bukau beralun di Piedmont. Pergunungan Appalachian memisahkan hadap laut timur dengan Tasik-Tasik Besar dan tanah rumput Midwest. Sungai Mississippi–Missouri, sistem sungai keempat terpanjang di dunia, mengalir dari utara ke selatan di tengah-tengah negara. Kawasan prairie yang rata dan subur di Great Plains terbentang ke arah barat, tetapi dicelah oleh sebuah kawasan tanah tinggi di tenggaranya. Pergunungan Rocky, di pinggir barat Great Plains, menganjur rentas negara dari utara hingga selatan, mencecah altitud 14,000 kaki (4,300 m) di negeri Colorado. Jauh di barat lagi terletaknya Lembangan Besar yang berbatu-batuan dan kawasan gurun seperti Mojave. Banjaran gunung Sierra Nevada dan Cascade menjangkau sampai ke pantai Pasifik. Pada ketinggian 20,320 kaki (6,194 m), Gunung McKinley di Alaska ialah puncak tertinggi di negara dan juga Amerika Utara. Gunung berapi hidup banyak terdapat di seluruh kepulauan Alexander dan Aleut di Alaska, dan juga kepulauan Hawaii. Gunung berapi super yang terletak di bawah Taman Negara Yellowstone di pergunungan Rocky merupakan sifat gunung berapi terbesar di benua ini.[39]

Disebabkan keluasan dan kepelbagaian geografinya, negara Amerika Syarikat merangkumi pelbagai jenis iklim. Di timur meridian ke-100, ciri-ciri iklimnya terdiri daripada kebenuaan lembap di utara hingga subtropika lembap di selatan. Hujung selatan negeri Florida beriklim tropika, begitu juga dengan negeri Hawaii. Rantau Great Plains di barat meridian ke-100 itu beriklim separa gersang. Kebanyakan pergunungan Barat beriklim alp. Iklim gersang dialami di Lembangan Besar, kawasan gurun di Barat Daya, Mediterranean di kawasan pantai California, dan kelautan di pantai Oregon dan Washington, dan Alaska selatan. Sebahagian besar negeri Alaska beriklim kutub atau subartik. Cuaca melampau tidak jarang dialami — negeri-negeri di tepi Teluk Mexico terdedah kepada ribut taufan, dan kebanyakan puting beliung di dunia berlaku dalam negara ini, terutamanya Tornado Alley di Midwest.[40]

Ekologi Amerika Syarikat merupakan "megadiversiti": kira-kira 17,000 spesies tumbuhan pembuluh terdapat di tanah besar AS dan Alaska, manakala lebih 1,800 spesies tumbuhan berbunga ditemui di Hawaii, yang mana sebahagian kecilnya terdapat di tanah besar.[41] The United States is home to more than 400 mammal, 750 bird, and 500 reptile and amphibian species.[42] Kira-kira 91,000 spesies serangga berjaya diperihalkan di AS.[43] Akta Haiwan Terancam 1973 melindungi spesies-spesies terancam dan habitatnya yang dipantau oleh Perkhidmatan Ikan dan Hidupan Liar Amerika Syarikat. Terdapat 58 taman negara dan ratusan lagi taman dan hutan simpanan yang diuruskan oleh pihak berkuasa persekutuan.[44] Keseluruhannya, kerajaan memiliki 28.8% keluasan daratan negara.[45] Kebanyakan kawasan berkenaan adalah terlindung, tetapi sebahagiannya dipajakkan untuk tujuan penggalian minyak dan gas, perlombongan, pembalakan, atau penternakan lembu; 2.4% digunakan untuk tujuan ketenteraan.[45]