O Amazonas é dominado pelo clima equatorial, predominante na Amazônia. As estações do ano apresentam-se bastante diferenciadas e a amplitude térmica anual é relativamente alta, variando de 28 °C no litoral do Pará até 40 °C no oeste amazonense. As chuvas, em quase toda a região, distribuem-se com relativa regularidade pelo ano inteiro mas podem-se encontrar também características de tropicalidade no Sul do estado.
Os ventos também afetam as temperaturas. No verão, sopram os ventos alísios vindos do Sudeste, que por serem quentes e úmidos, provocam altas temperaturas, seguidas de fortes chuvas; no inverno, as frentes frias são geralmente seguidas de massas de ar vindas da Linha do Equador e que trazem um vento quente.
O estado está situado sobre uma ampla depressão, com cerca de 600 km de extensão no sentido sudeste-noroeste, orlado a leste por uma estreita planície litorânea de aproximadamente quarenta quilômetros de largura média. Isso faz do estado o maior em relação à terras baixas no Brasil. O planalto desce suavemente para o interior e se divide em três seções: o planalto, a depressão interior e o planalto ocidental, que formam, ao lado da planície, as cinco unidades morfológicas do estado. Tem ao mesmo tempo as terras mais altas, como o pico da Neblina, seu ponto mais alto, com 3.014 metros, e o pico 31 de Março, com 2.992 metros de altitude, ambos situados no município de Santa Isabel do Rio Negro.
O Amazonas é banhado pela bacia hidrográfica amazônica, que responde por aproximadamente 20% da água doce do planeta. Os principais rios são Negro (que banha a cidade de Manaus), Amazonas-Solimões, Madeira, Juruá, Purus, Içá, Uaupés e Japurá.
A Floresta Amazônica, que tem seu núcleo mais representativo no Estado do Amazonas, vem ao longo dos anos revelando cada vez mais seu potencial para a geração de riquezas, do qual se destacam o cacau, canela, guaraná, etc. Além de madeiras apreciadíssimas, como o mogno, cedro, cerejeira, itaúba e angelim. Sem desmerecer a beleza das orquídeas e alanas (vitórias-régias), a rainha entre os vegetais amazônicos é a portentosa sumaumeira, gigante que alcança 60 metros de altura (o equivalente a um prédio de 20 andares), com uma circunferência de base de mais de 20 metros e uma umbrela que ultrapassa os 100 metros de diâmetro.