Ukształtowanie powierzchni. Armenia jest krajem górzystym (średnia wysokość 1800 m n.p.m.). Zajmuje północno-wschodnią część Wyżyny Armeńskiej i otaczające ją od północy i wschodu pasma Małego Kaukazu. Obszary leżące powyżej 2000 m n.p.m. stanowią 40,5% powierzchni kraju (powyżej 3000 m n.p.m. – 3,4%). Najwyższym szczytem jest wygasły wulkan Aragac (4090 m n.p.m.). Tereny leżące poniżej 1000 m n.p.m. stanowią 9.9% powierzchni (poniżej 500 m n.p.m. – tylko 0,1%); najniżej leżącym miejscem jest dno doliny rzeki Debed (380 m n.p.m.), na północy kraju. Na obszarze Armenii można wydzielić trzy typy rzeźby: śródgórskie kotliny, wulkaniczne płaskowyże i góry fałdowe. Kotliny zajmują ok. 10% powierzchni kraju, największą jest kotlina z jeziora Sewan. Płaskowyże wulkaniczne wznoszą się na wysokości od 1000 do 2000 m n.p.m. Strefa płaskowyżów znajduje się w środkowej i zachodniej części kraju. Góry (głównie w północnej i wschodniej części Armenii) zajmują 47% powierzchni kraju. Najwyższe pasma górskie przecinające Armenię z północnego zachodu na południowy wschód tworzą wyraźną oś i obniżają się ku południowemu zachodowi do doliny Araksu (do wysokości 500 m n.p.m.), oraz ku północnemu wschodowi w kierunku doliny Kury (w Azerbejdżanie). Do Kury dopływają liczne rzeki (m.in. Debed) tworzące głębokie doliny i wąwozy. Na granicy z Gruzją wznoszą się Góry Dżawacheckie (lub Góry Keczuckie, 3196 m n.p.m.). Ku południowemu wschodowi przechodzą one w dwa pasma: Góry Bazumskie (2992 m n.p.m.) i Góry Pambackie (3101 m n.p.m.). Głęboka dolina rzeki Kʼasagh (Kasach) oddziela je od wznoszącego się na południu masywu wulkanicznego Aragac. Dalej ku południu rozciąga się Kotlina Araracka, przedzielona granicą wzdłuż rzeki Araks na część armeńską i turecką. Położona jest ona na wysokości 800-1200 m n.p.m. Od wschodu kotlinę otaczają Góry Gegamskie (Ażdaak, 3597 m n.p.m.), a od południowego wschodu Góry Wardeniskie (Wardenis, 3523 m n.p.m.). Pasma te stromo opadają do kotliny jeziora Sewan, leżącego na wysokości 1897 m n.p.m. Od północy kotlinę otaczają Góry Szachdaskie. Część południowo-wschodnią kraju zajmują Góry Zangezurskie, których kulminacją jest drugi co do wysokości szczyt kraju Kaputdżuch (3906 m n.p.m.). Najważniejsze przełęcze: Ajocdzorska (w Górach Wardeniskich, na wysokości 2410 m n.p.m.), Sisiańska (w Górach Zangezurskich, 2347 m n.p.m.), Sewańska (w Górach Pambackich, 2114 m n.p.m.), Puszkińska (w Górach Bazumskich, 2037 m n.p.m.) i Worotańska (2344 m n.p.m.).

Klimat. Klimat podzwrotnikowy kontynentalny, silnie zróżnicowany wskutek urozmaiconej rzeźby terenu i wysokości nad poziomem morza. W styczniu do wysokości 1000 m n.p.m. i w Kotlinie Ararackiej oraz w rejonie rzadko zamarzającego jeziora Sewan temperatura wynosi -5°C, -7°C; na Wyżynie Szyrackiej (ok. 1530 m n.p.m.) -10°C, w Szurabadzie (2027 m n.p.m.) -12°C, na Aragacu (na wysokości 3200 m n.p.m.) -13°C. Minimalna temperatura może spaść poniżej -25°C (w Szurabadzie do -42°C, nad jeziorem Sewan do -17°C). Najcieplej (-5°C) jest w dolinach Astafy i Debedu. W lipcu temperatura mniej zróżnicowana przestrzennie. Najchłodniej w północno-zachodniej części Armenii na wysokości 1500-2000 m n.p.m. (14-16°C) i nad jeziorem Sewan (15-17°C); najcieplej w Kotlinie Ararackiej (25-26°C). Roczna suma opadów wynosi od 300 mm w Kotlinie Ararackiej, 400-450 mm nad jeziorem Sewan, 500-800 mm w wyższych partiach gór. Opady (głównie od kwietnia do czerwca) mają charakter ulew, którym towarzyszą burze oraz grad. W chłodnej połowie roku występują feny oraz anomalne wiatry górskie typu maloja (karanług) w kotlinie jeziora Sewan. W lecie rozwija się cyrkulacja górska i dolinna.

Wody. Obszar Armenii należy do zlewiska Morza Kaspijskiego. Większa część kraju (76,5% powierzchni) leży w dorzeczu Araksu. W granicach Armenii Araks ma długość 205 km, jego główne dopływy: Hrazdan (Razdan, 146 km), Vorotan (Worotan, w granicach Armenii 119 km), Arpʼa (Arpa) i Kʼasagh (Kasach). Część północna (23,5% powierzchni) jest odwadniana przez dopływy Kury: Debed (w granicach Armenii 152 km) z Pambakiem, Aghstev (Agstew). W Armenii znajduje się ponad 100 jezior, z których największym jest Sewan (powierzchnia ok. 1400 km²). Pozostałe jeziora są niewielkie (Arpi 22 km², Sew 1,92 km²). Kilka z nich jest położonych na wysokości ponad 3000 m n.p.m. (Kaputan, Kari, Akna).