Ukształtowanie powierzchni. Linia brzegowa kraju ma długość 2782 km; Półwysep Krymski, między Morzem Czarnym a Morzem Azowskim, jest połączony z lądem wąskim Przesmykiem Perekopskim; wybrzeża akumulacyjne, na zachodzie niskie z licznymi zatokami i limanami (największe, zalane przez transgresję morską dolne odcinki dolin Dniestru, Bohu i Dniepru), na wschodzie – płaskie z mierzejami; jedynie południowe wybrzeże Krymu wysokie i skaliste. Najwyższy szczyt Howerla (2061 m n.p.m.), najniższy – poziom Morza Czarnego; średnia wysokość wynosi 175 m n.p.m. Przeważająca część kraju leży na Nizinie Wschodnioeuropejskiej. Zróżnicowana budowa geologiczna sprawia, że na Ukrainie występują różnorodne bogactwa mineralne: rudy metali, zwłaszcza żelaza (okolice Krzywego Rogu w łuku dolnego Dniepru) i manganu (okolice Nikopola), bogate złoża węgla kamiennego (Donieckie Zagłębie Węglowe oraz nad Bugiem w pobliżu polskiej granicy), ropy naftowej (okolice Borysławia oraz w obniżeniu dnieprzańsko-donieckim) i gazu ziemnego (w Daszawie na Podkarpaciu, Złoże Szebelińskie w okolicach Charkowa, obwód połtawski). W ukształtowaniu powierzchni przeważają obszary równinne; góry zajmują niespełna 5% terytorium Ukrainy. Najrozleglejsza jest Wyżyna Podolska ciągnąca się z północnego zachodu na południowy wschód, na północ od doliny Dniestru; w jej północnej części wznoszą się Gołogóry (wysokość do 472 m n.p.m., Kamuła), Woroniaki i Góry Krzemienieckie, zwane też Wzgórzami Krzemienieckimi; w południowej części głębokie doliny (jary) lewobrzeżnych dopływów Dniestru. Przedłużeniem Wyżyny Podolskiej ku wschodowi jest Wyżyna Naddnieprzańska (wysokość 324 m n.p.m., Góry Kaniowskie). W północno-zachodniej części Ukrainy ciągną się piaszczyste i bagienne równiny Polesia; na Polesiu Wołyńskim płytkie zaleganie węglanowych skał górnej kredy jest przyczyną występowania zjawisk kryptokrasowych (m.in. głębokie jeziora). Na wschód od Dniepru tektoniczne zapadlisko dnieprzańsko-donieckie zajmuje Nizinę Naddnieprzańską (wysokość do 236 m n.p.m.), a między ujściem Dunaju a Morzem Azowskim rozpościera się Nizina Czarnomorska (wysokość do 150 m n.p.m.), z szerokimi dolinami Dniestru, Bohu i Dniepru. W południowo-wschodniej części Ukrainy wznoszą się wąskim pasmem Wzniesienia Nadazowskie (Bielmak Mogiła, 324 m n.p.m.); od północnego wschodu przylega do nich Wyżyna Doniecka. Karpaty Ukraińskie (część Karpat Wschodnich) obejmują Beskidy Wschodnie, dzielące się na Beskidy Lesiste (Bieszczady Wschodnie, inaczej – Beskidy Skolskie, Gorgany i Beskidy Pokucko-Bukowińskie) oraz Beskidy Połonińskie z najwyższymi pasmami Świdowcem (Bliźnica, 1883 m n.p.m.) i Czarnohorą (Howerla); wewnętrzną część Karpat Ukraińskich tworzy pasmo wulkaniczne (Bużora, 1085 m n.p.m.) i północny skłon Karpat Marmaroskich (Pop Iwan, 1940 m n.p.m.). Do Ukrainy należy północny skraj Niziny Środkowodunajskiej w dorzeczu Cisy, tzw. Zakarpacie.

Klimat. Większość obszaru Ukrainy leży w strefie klimatów umiarkowanych ciepłych; północno-zachodnia część kraju ma klimat kontynentalny, południowo-wschodnia i południowa wraz z północnym Krymem – kontynentalny suchy, Zakarpacie - pośredni między kontynentalnym a morskim; południowy skraj Krymu ma klimat podzwrotnikowy, pośredni między morskim a kontynentalnym; w Karpatach i Górach Krymskich występuje odmiana górska. W związku z ogólnie nizinnym charakterem terenu, wiatry mają dużą prędkość, w lecie są przyczyną powstawania burz pyłowych (suchowieje, czarne burze, czarny buran), silnych i częstych w stepach; suchowieje tworzą się głównie w rejonie Askanii Nowej i Niżnego Sierogoza oraz w rejonie Ługańska (23 dni w roku, maksymalnie 60) i na południowym wschodzie obwodu donieckiego. W zimie rozwijają się burze śnieżne – burany (od 25 dni w roku na północnym wschodzie, 5-10 dni na północnym zachodzie i południu, do 5 dni na Krymie)). Na południowo-zachodnich stokach Gór Krymskich wieją feny (na północy około 70 dni w roku); feny wieją też po obu stronach Karpat (10-15 dni). Na wybrzeżach mórz występuje cyrkulacja bryzowa. W styczniu (na południu Krymu w lutym) średnia temperatura od -3°C na Zakarpaciu i Odessie, -4°C, -5°C na Przedkarpaciu, do -6°C, -8°C na wschodzie; na południu Krymu 3-4°C. Skrajne spadki temperatury minimalne mogą osiągać -35°C, -40°C (Ługańsk -42°C); na Krymie w Symferopolu do -24°C, w osłoniętej przz góry Jałcie do -14°C. W lipcu w zachodniej części Ukrainy średnia temperatura wynosi 18°C, na Zakarpaciu 20°C, w stepach na południowym wschodzie 22°C, na południu Krymu w Jałcie 24°C. Wyjątkowo temperatury maksymalne przekraczają 35°C (Użgorod i Ługańsk 40°C, Kijów 39°C, Jałta i Lwów 37°C). W górach chłodniej. Roczna suma opadów jest zróżnicowana: w północnej i środkowej części kraju ok. 550 mm; na północnym zachodzie i Przedkarpaciu 600-700 mm; w Karpatach ponad 1000 mm, miejscami do 2000 mm; na Zakarpaciu około 700 mm; na południu od 500 mm na zachodzie do 400 mm i mniej na wschodzie; w wyższych partiach Gór Krymskich do 1300 mm. Opady w zasadzie całoroczne, choć najwięcej spada w lecie (głównie w lipcu, miejscami w czerwcu), na południu Krymu więcej, opady od listopada do lutego. W zimie pada śnieg; pokrywa śnieżna w Kijowie zalega 105 dni w roku, w Doniecku 75, w Odessie 30, w Jałcie około 10.

Wody. Gęsta sieć rzeczna (131 rzek o długości ponad 100 km), zwłaszcza w Karpatach i na Wyżynie Donieckiej; prawie cała Ukraina należy do zlewiska Morza Czarnego i Morza Azowskiego, a tylko 4% powierzchni do Morza Bałtyckiego (dorzecze Wisły, odwadniane przez górny bieg Bugu i dopływy Sanu). Największą rzeką jest Dniepr (w jego dorzeczu leży 65% powierzchni kraju); długość Dniepru w granicach Ukrainy wynosi 981 km; z prawej strony Dniepr przyjmuje Prypeć (na Ukrainie długość 264 km) z dopływami Turia, Styr, Horyń ze Słuczą; ponadto dużymi prawymi dopływami Dniepru są Teterew (uchodzi do zbiornika Kijowskiego) oraz Ingulec; główne lewe dopływy Dniepru to: Desna, Udaj, Suła, Psel, Worskła, Orzeł, Samara i Wołcza. Równolegle do środkowego Dniepru płynie po jego zachodniej stronie Boh, a dalej Dniestr (długość na Ukrainie 705 km) i Prut, którego źródła i górny bieg (długość 272 km) znajdują się na terytorium Ukrainy; południowy skłon Karpat Ukraińskich należy do dorzecza Cisy (długość na Ukrainie 233 km); dolny odcinek Dunaju (długość 174 km) stanowi granice Ukrainy z Rumunią; wschodni skraj Ukrainy znajduje się w zlewisku Morza Azowskiego, gdzie główną rzeką jest Doniec (dopływ Donu na terytorium Rosji). Rzeki należące do dorzeczy Bohu, Dniepru i Dońca oraz lewy dopływ Dniestru mają najwyższe stany wody w kwietniu, najniższe w końcu lata; rzeki karpackie mają najwyższe stany wody w lecie (zasilanie głównie deszczowe); zlodzenie rzek trwa 2-3 miesiące. Jezior jest mało, głównie na Polesiu oraz na terenach zalewowych Dunaju, Dniepru, Desny i Dońca; największe jeziora: Jałpug (powierzchnia 149 km²) i Kaguł (90 km²) nad Dunajem i Sasyk (lub Kunduk, 210 km²), Szagany, Alibej na wybrzeżu Morza Czarnego; między Bugiem a Prypecią grupa ponad 30 krasowych Jezior Szackich, największe i najgłębsze Świtaź (powierzchnia 27,5 km², maksymalna głębokość 58,4 m). Swoisty typ stanowią zamknięte lub półzamknięte limany i laguny (Siwasz na Krymie). Na Dnieprze sztuczne zbiorniki zaporowe: Kijowski (922 km²), Kaniowski (675 km²), Krzemieńczucki (2250 km²), Dnieprodzierżyński (567 km²), Dnieprowski (410 km²) i Kachowski (2155 km²); ponadto zbiornik na Dniestrze przy zaporze w Nowodniestrowsku. Bagna występują głównie na Polesiu, na powierzchni ok. 19 tys. km².