Ukształtowanie powierzchni. Hiszpania jest krajem wyżynno-górskim, w jej centralnej części leży Meseta Iberyjska, od północy ograniczona Górami Kantabryjskimi, od północnego wschodu Górami Iberyjskimi, od południowego wschodu Górami Betyckimi, a od południa górami Sierra Morena. Meseta Iberyjska (hiszp. mesa ʽstółʼ) wzniesiona średnio 600 m n.p.m., zajmuje ponad połowę terytorium kraju i jest jedną z największych wyżyn w Europie; w jej środkowej części powstały góry Sistema Central, zwane też Kordylierą Centralną (Almanzor, 2592 m n.p.m.), które dzielą Mesetę na Kotlinę Starej Kastylii (na północy), odwadnianą przez rzekę Duero, oraz Kotlinę Nowej Kastylii (na południu), odwadnianą przez rzeki Tag i Gwadianę. Łańcuch Gór Kantabryjskich biegnie on na długości ok. 500 km wzdłuż północnego wybrzeża, osiąga wysokość 2648 m n.p.m. (Torre de Cerredo) i jest barierą klimatyczną. Na południu krawędziowe góry Sierra Morena wznoszą się tylko do wysokości 1322 m n.p.m. (Sierra Madrona); rozciągają się równoleżnikowo między doliną dolnej Gwadiany a doliną Guadalimar (prawy dopływ Gwadalkiwir ), na południu opadają ku Nizinie Andaluzyjskiej. Góry Iberyjskie, biegnące z północnego zachodu (od doliny górnego Ebro) na południowy wschód (do wybrzeża Morza Śródziemnego) na długości ok. 400 km, wznoszą się do wysokości 2313 m n.p.m. (Moncayo) i stanowią kontynentalny dział wodny. Fałdowania alpejskie objęły także południowo-wschodnią część Hiszpanii, gdzie wypiętrzyły się Góry Betyckie, oraz północno-wschodnią, gdzie powstały Pireneje i zapadlisko Kotliny Aragońskiej. Góry Betyckie rozciągają się na długości ok. 600 km, ich przedłużeniem jest archipelag Balearów; najwyższym szczytem tych gór i Półwyspu Iberyjskiego jest Mulhacén (wysokość 3478 m n.p.m.) w paśmie Sierra Nevada. Pireneje są ułożone równoleżnikowo na długości 435 km pomiędzy Zatoką Biskajską a Morzem Śródziemnym; dzielą się na 3 części: Pireneje Zachodnie (Pic dʼAnie, 2504 m n.p.m.), Pireneje Środkowe (Aneto, 3404 m n.p.m.) i Pireneje Wschodnie (Puigmal, 2913 m n.p.m.). Granica wiecznego śniegu przebiega na wysokości 2800-3000 m n.p.m., powyżej znajdują się lodowce górskie. Wzdłuż łańcucha przebiega granica z Francją. U podnóża Pirenejów na wysokości 200-300 m n.p.m. leży Kotlina Aragońska, otoczona od południowego zachodu Górami Iberyjskimi, a od południowego wschodu Górami Katalońskimi, i odwadniana przez rzekę Ebro do Morza Śródziemnego. Góry Katalońskie (Turó del Home, 1712 m n.p.m.) ciągną się wzdłuż wybrzeża Morza Śródziemnego na długości ok. 250 km. Między Górami Kantabryjskimi a zachodnim wybrzeżem leżą góry Galicii (Sierra de Ancares, 1987 m n.p.m.). Na południu kraju, między górami Sierra Morena (na północy) a Górami Betyckimi (na południowym wschodzie) znajduje się Nizina Andaluzyjska (średnio na wysokości 150 m n.p.m.). Na wschodnim wybrzeżu z osadów rzecznych i morskich powstała wąska Nizina Walencka. Archipelag Balearów został wydźwignięty w orogenezie alpejskiej na Morzu Śródziemnym w odległości 60-300 km od brzegów Hiszpanii; największą wyspą jest Majorka, której wysokość dochodzi do 1445 m n.p.m. (Puig Major). Na Oceanie Atlantyckim, w odległości ok. 1000 km od Hiszpanii i ok. 100 km od brzegu Maroka, leżą Wyspy Kanaryjskie; w ich skład wchodzą m.in. Teneryfa, Fuerteventura, Gran Canaria, Lanzarote, La Palma; są one pochodzenia wulkanicznego; na Teneryfie wznosi się najwyższy szczyt Hiszpanii, czynny wulkan Pico de Teide (3718 m n.p.m.). Na północy kraju, a także na północnym i południowym wschodzie przeważają wysokie wybrzeża klifowe, często z niewielkimi plażami u podnóża, w Galicii – wybrzeża riasowe; na południu (Nizina Andaluzyjska) i wschodzie (Nizina Walencka) przeważają niskie, akumulacyjne wybrzeża z piaszczystymi mierzejami, wydmami i jeziorami przybrzeżnymi.

Klimat. Klimat podzwrotnikowy morski występuje w Galicii, Asturii, Baskonii i północnej Nawarze, podzwrotnikowy pośredni między morskim i kontynentalnym – w środkowych i wschodnich Pirenejach, Górach Betyckich oraz na wybrzeżu Morza Śródziemnego (w okolicach Cabo de la Nao). W cyrkulacji atmosferycznej bardzo ważną rolę odgrywa Wyż Azorski i Niż Islandzki oraz regionalne ośrodki baryczne: zimowy Wyż Iberyjski i letni Niż Iberyjski. Z wyjątkiem pory letniej dominują wiatry zachodnie; niże atlantyckie w chłodnej połowie roku przemieszczają się na północ od Gór Kantabryjskich i Pirenejów do Zatoki Lwiej (Morze Śródziemne) lub rzadziej, nad Cieśniną Gibraltarską i południową Hiszpanią. Szczególnie silne wiatry zachodnie wieją w zimie na wybrzeżu północnej Galicii i Asturii, w dolnym i środkowym biegu Ebro oraz w Cieśninie Gibraltarskiej i na południowym wschodzie. W lecie dominują wiatry północne i północno-wschodnie, na południu – południowe i południowo-wschodnie, głównie w Kastylii-La Manchy. Hiszpania znajduje się w zimie pod wpływem mas powietrza polarnomorskiego, a także kontynentalnego miejscowego pochodzenia, a w lecie – zwrotnikowego morskiego lub kontynentalnego (saharyjskiego). Występuje wiele wiatrów regionalnych: wschodni nad Morzem Śródziemnym – lewante, północno-zachodni wzdłuż doliny Ebro w Aragonii – cierzo, bardzo suchy południowy wiatr w Kantabrii – terral, sirocco. Temperatura maksymalna w zimie, z wyjątkiem najwyższych partii gór: Kantabryjskich, Sistema Central, Iberyjskich, Pirenejów i Sierra Nevada, jest wyższa od 0°C; na wybrzeżu Zatoki Biskajskiej i na wybrzeżu katalońskim 12-13°C, na południu 15-16°C, na Balearach 14°C, na wyżynach (wysokość 660-1100 m n.p.m.), 7-8°C, na Nizinie Andaluzyjskiej 13-15°C; minimalna na wybrzeżach i Balearach 6-8°C, w Madrycie 2°C, w górach powyżej 900 m n.p.m. temperatura spada poniżej -2°C. Skrajne spadki temperatury poniżej 0°C, z wyjątkiem regionu Almerii na południowym wschodzie, występują podczas pogody wyżowej z wiatrami północno-wschodnimi, gdy Europę obejmuje silny wyż. Najniższą temperaturę minimalną (-30°C) zanotowano w Calamocha w Górach Iberyjskich. Najwyższa temperatura na obszarach wewnętrznych występuje w lipcu, a na wybrzeżach w sierpniu; maksymalna nad Zatoką Biskajską osiąga 22-23°C, nad Morzem Śródziemnym i na Balearach 28-30°C, na wyżynach 31-34°C, na Nizinie Andaluzyjskiej 38-37°C; minimalna od 15-18°C nad Zatoką Biskajską do 20-22°C nad Morzem Śródziemnym, na Balearach, Nizinie Andaluzyjskiej, 12-17°C na wyżynach, chłodniej w górach. Wyjątkowo na Nizinie Andaluzyjskiej temperatura osiąga 48-49°C (Sewilla), na północy w Santander 40°CC, nad Morzem Śródziemnym i wyżynach 38-40°C. Roczna suma opadów wynosi od 200 mm na południowym wschodzie (wschodnia Grenada i południowa Murcja) do 3000 mm na północnym zachodzie (Galicia); w górach opady w granicach 1000-1500 mm, w kotlinach Starej Kastylii i Nowej Kastylii, Aragońskiej, na Nizinie Andaluzyjskiej i w Kastylii-La Manchy – 300-500 mm; w przebiegu rocznym zaznacza się dominacja opadów jesienno-zimowych.

Wody. Terytorium Hiszpanii w 63% należy do zlewiska Oceanu Atlantyckiego, pozostałą część, tj. Katalonia, Aragonia, La Rioja, Walencja, Murcja i południowo-wschodnie wybrzeże Andaluzji, należą do zlewiska Morza Śródziemnego. Najdłuższą rzeką Hiszpanii (zlewisko Morza Śródziemnego) jest Ebro (910 km); wypływa z Gór Kantabryjskich, przecina północną część kraju, u ujścia tworzy wysuniętą w morze deltę o powierzchni 283 km²; Ebro otrzymuje liczne dopływy pirenejskie, m.in.: Aragón, Gállego, Segre oraz wypływające z Gór Iberyjskich: Jalón i Guadalope. Rzeki Duero, Tag, Gwadiana i Gwadalkiwir należą do zlewiska Oceanu Atlantyckiego. Duero (najbardziej zasobna w wodę) i Tag mają źródła w Górach Iberyjskich, obie przepływają w głębokich dolinach przez Mesetę Iberyjską w kierunku zachodnim, ich dorzecza są rozdzielone górami Sistema Central. W południowej części kraju znajdują się dorzecza Gwadiany i Gwadalkiwiru, które odprowadzają wody w kierunku południowo-zachodnim i południowym do Zatoki Kadyksu (Ocean Atlantycki). Do Morza Śródziemnego uchodzi wiele mniejszych rzek, m.in. Segura, Jućar, Turia i Llobregat, do Oceanu Atlantyckiego – Miño. Większość rzek ma reżym deszczowy, najobficiej są zasilane w wodę na wiosnę i na jesieni, a najsłabiej w lecie – na południu niektóre wysychają. Duża zmienność stanów wód uniemożliwia żeglugę – jedynie rzeka Gwadalkiwir jest żeglowna w dolnym biegu. Rzeki są wykorzystywane do nawadniania oraz w celach energetycznych; na Tagu i jego dopływach oraz w dorzeczu Duero i Ebro wybudowano liczne zbiorniki retencyjne, największe: Embalse de Alcántara, Embalse de Ricobayo, Embalse de Orellana. Połączono kanałem dorzecze górnego Tagu i dorzecze Segury w celu odprowadzenia nadmiaru wody do suchych regionów południowo-wschodnich. W Hiszpanii jest niewiele jezior; do największych należą jeziora lagunowe Mar Menor (163 km²) i Albufera (34 km²).