No Tocantins são encontrados basicamente três tipos de relevo: planalto, planícies e depressões. Quanto à altitude, grande parte do território não ultrapassa 500 metros acima do nível do mar.
Os planaltos são encontrados nas áreas próximas ao Araguaia-Tocantins, localizado no sul do estado, nessa região as altitudes são de 300 a 600 metros. O ponto mais alto do Tocantins se estabelece na Serra das Traíras, com 1.340 metros de altitude.
O clima predominante é o tropical, esse apresenta duas estações bem definidas, uma seca e uma chuvosa, a primeira produz temperatura com média anual de 26ºC e a segunda 32ºC.
A cobertura vegetal é composta por 90% de cerrado, esse tipo de vegetação possui árvores baixas com raízes profundas, troncos retorcidos e folhas e cascas grossas, o território é uma área de transição entre cerrado e Floresta Amazônica, essa se apresenta ao norte do Estado.
O Estado faz parte dos principais potenciais hídricos do Brasil, dessa forma o território demonstra importantes rios como o Araguaia, o Tocantins, do Sono, das Balsas e Paraná, no primeiro está situada a maior ilha fluvial do mundo, denominada de Ilha do Bananal.