台湾海峡呈东北向西南走向，北通东海，南接南海，长约200海里，宽约70至221海里，平均宽度约108海里，是海上交通要道，也是国际海上交通要道。它东临太平洋，东北邻琉球群岛，相隔约600公里；南界巴士海峡，与菲律宾相隔约300公里；西隔台湾海峡与福建相望，最窄处为130公里。
由于台湾扼西太平洋航道的中心，是太平洋地区各国海上联系的重要交通枢纽。不光中国东海和南海之间往返的船只从这里通过，从欧洲、非洲、南亚和大洋洲到中国东部沿海的船只也从这里通过。从大西洋、地中海、波斯湾和印度洋到日本海的船只一般也经过这里。
经纬度
台湾最西端澎湖县望安乡花屿位于东经119°18′03″，最东端宜兰县赤尾屿位于东经124°34′30″，最南屏东县恒春镇七星岩位于北纬21°45′25″，最北端宜兰县黄尾屿位于北纬25°56′30″。
地质
台湾位于环太平洋地震带和火山带上，地壳不稳，是一个多震的地区。
台湾主要是由三个板块的挤压产生，分别归属于欧亚大陆板块、冲绳板块以及菲律宾海板块。挤压作用分为两个部分。在菲律宾海板块西边，欧亚板块沉入菲律宾海板块下方，而菲律宾海板块的北边，则是菲律宾海板块沉入欧亚板块下方。挤压作用使得台湾逐渐隆起，并且在台湾东南方形成菲律宾海沟与马尼拉海沟、吕宋海槽与吕宋岛弧，以及在台湾东北方，形成琉球海沟与琉球岛弧。
台湾突出海面之后，形成许多山脉。以花东纵谷为界，纵谷东边的海岸山脉属菲律宾海板块，东北部的宜兰、龟山岛一带属于冲绳板块，西边的中央山脉、雪山山脉与玉山山脉则属于欧亚板块。玉山山脉形成后，由于上层向西滑动而形成阿里山山脉。来自高山的雨水冲刷，导致了山脉西侧冲积平原的诞生。持续的板块运动，产生了火山群与频繁的地震。
台湾位于板块交界处，因此孕育了各个断层产生。主要断层有921大地震的车笼埔断层，使台北盆地陷落形成康熙台北湖的山脚断层，东部最长的池上断层，以及长达85公里的台湾最长断层潮州段层等。
地形
台湾是一个岛屿省份，岛屿众多，海岸线长。台湾本岛海岸线就有1566公里，包括了东部、北部、西部与南部等四个不同海岸。东部为典型断层海岸，陡直的岸壁紧贴太平洋海岸，北部海岸东临太平洋，北迎东海，西依台湾海峡，整段海岸凹凸曲折，岬湾相间，奇石怪岩，极具旅游观赏价值，西部海岸濒临台湾海峡，海岸单调平直，地势缓斜，沙滩绵长，南部海岸为典型的珊瑚礁海岸。
台湾本岛是一个多山的海岛，高山和丘陵面积占2/3，平原不到1/3。全省海拔在3500米以上的山峰有45座，海拔在3000米以上的有268座。由于高山多集中在中部偏东地区，就形成了东部多山地，中部多丘陵，西部多平原的地形特征。
台湾的山脉大多呈东北—西南走向。主要山脉有纵贯南北的中央山脉，靠西侧的玉山山脉与阿里山山脉，北部的雪山山脉，以及紧邻东海岸海岸山脉，这些山脉像条条巨龙蜿蜓起伏，自东北至西南伏卧在台湾岛上，合称台湾山脉。最高峰为玉山山脉的玉山主峰，海拔3952米，是中国东部沿海地区的最高峰。丘陵地带则大多在北部与靠近山脉地区。由于台湾地形以山地为主，落差大，而本身面积不大，所以河流多短小湍急，水量充沛，水能资源较丰富。
台湾平原和盆地数量不多，面积较小，仅占全省面积的五分之一。主要平原有嘉南平原、屏东平原、宜兰平原与台东纵谷平原。此外，台湾岛北部沿海还有一些面积较小的平原，主要有新竹冲积平原、苗栗冲积平原和彰化平原等。台湾的盆地较平原面积更小，数量也少。较大的盆地主要有台北盆地、台中盆地与埔里盆地群。台湾虽然平原与盆地面积有限，但一向是台湾最重要的农业区和居民区，也是经济最发达的地区。全省约95%的大中小城市集中在平原与盆地。
气候
台湾北回归线通过台湾中南部，把台湾南北划为两个气候区，北部属亚热带季风气候，南部则为热带季风气候，气候特点与处于同一纬度的云南、广西和广东省相似。台湾四面环海，受海洋性季风调节，终年气候宜人，冬无严寒，夏无酷暑，四季树木葱茏，百花芬芳，全年气温偏高，平均气温在22℃左右，农作物南部一年三熟，但在合欢山、玉山、雪山等山区地带由于地势相当高，故冬季仍然有降雪的机会。
台湾降水丰沛、气候湿润，是中国降雨量最丰沛的地区之一，平均年降雨量超过2000毫米，折合水量达900亿立方米，是世界平均降水量的3倍，随着季节、位置、海拔标高的不同，降雨量也随之变化。来自太平洋的东南季风受到台湾山脉的阻挡，东部地区在迎风坡上而降水较多，西部地区在背风坡上而降水较少，因此台湾东部、北部降水量大且全年有雨，其中中国的“雨极”火烧寮就在台湾的东北部。台湾中南部的雨季主要集中在夏季。
台湾冬季受大陆冷气团影响，东北季风盛行，但受太平洋北赤道暖流制约。夏季受太平洋副热带高气压影响，西南季风盛行，但来自太平洋的东南季风受到高峻的中央山脉阻挡。
台湾是中国受台风影响最多的省份。6月至9月是台风季，每年夏、秋两季平均都有三到四个台风侵袭台湾。台风为台湾提供了丰沛的水分，但由于降雨空间和时间分布十分不均，容易引发洪水与土石流等灾害。另一方面，如果缺少夏季台风所带来的雨水，到了冬季就容易出现干旱。因此，各大河川普遍修筑水坝，雨季蓄水兼发电，旱季提供民生用水。