Spanien er et af de lande i Europa som har flest bjerge. Mod nordøst ligger bjergkæde Pyrenæerne på grænsen til Frankrig og til Andorra som er en lille stat oppe i bjergene. I den sydlige del af Spanien ligger bjergkæden Sierra Nevada. Det er Europas sydligste skisportsområde. Her ligger også det højeste bjerg på det spanske fastland, Mulhacén på 3.482 meter. Endnu højere er vulkanen Teide på øen Tenerife der er en del af De Kanariske Øer. Dens top er 3.718 meter over havet.
Midt i Spanien ligger en højslette, La Meseta, i 600-1000 meters højde. Der er ingen træer, jordbunden er dårlig, og klimaet er tørt og varmt. Der går en bjergkæde igennem højsletten, og på flere sider af højsletten er der dale som er skabt af to store floder. Langs Spaniens kyster i nord og syd er der frugtbare sletter hvor jorden bedre kan dyrkes. Mod syd dyrkes der masser af frugt og grøntsager. Floderne i Spanien er vigtige fordi de bruges til at vande markerne om sommeren. Neden for bjergkæden Sierra Nevada ved Middelhavet ligger den spanske Solkyst, Costa del Sol, med lange sandstrande.
Klimaet er meget forskelligt i de forskellige dele af landet. Mod nord og nordvest ved Atlanterhavskysten er klimaet mildt og fugtigt. Der falder meget regn, og det gør det let at dyrke land- og skovbrug. Ved de østlige og sydlige kyster mod Middelhavet er somrene varme og tørre, og vintrene er milde og med en del regn og sne. På højsletten i midten af Spanien er klimaet tørt og varmt med meget varme somre og kun lidt regn som især falder forår og efterår.
De varmeste egne af Spanien ligger i Andalusien i Sydspanien. Her kommer der varme vinde fra Nordafrika, og bjergkæden Sierra Nevada giver læ for vinden fra Middelhavet.
Der vokser mange egetræer i de spanske skove. I nogle af de store nationalparker lever truede dyrearter som den brune bjørn og urhanen. Der er også mange områder med fugle.