Localização, extensão territorial, relevo, clima, vegetação e hidrografia são alguns dos aspectos físicos de Mato Grosso abordados nesse texto. Situado na Região Centro-Oeste, Mato Grosso não possui saída para o mar e limita-se ao norte com o Pará, a nordeste com o Tocantins, a leste com Goiás, ao sul com Mato Grosso do Sul, a noroeste com o Amazonas e a oeste com Rondônia e Bolívia.
Mato Grosso ocupa uma área de 903.329,700 quilômetros quadrados, o que corresponde a aproximadamente 10,6% do território brasileiro, sendo o terceiro maior estado do país, atrás somente do Amazonas e do Pará. Contudo, o estado já foi bem maior, pois Mato Grosso e Mato Grosso do Sul formavam apenas uma unidade federativa – a divisão ocorreu em 1977.
O relevo estadual é bastante heterogêneo, apresentando áreas de planalto (na porção central), planícies (a oeste), depressões (ao sul) e chapadas, com destaque para a Chapada dos Guimarães. O planalto registra altitudes entre 400 e 800 metros; já as planícies, com baixas altitudes, possuem pontos alagáveis. O ponto mais elevado de Mato Grosso é a Serra Monte Cristo, com 1.118 metros acima do nível do mar.
O clima predominante em Mato Grosso é o tropical superúmido, com temperatura média anual elevada: 26 °C. O índice pluviométrico (chuvas) também é alto, em torno de 2.000 mm anuais. A porção sul do estado é marcada por duas estações bem definidas, sendo uma seca e outra chuvosa.
A vegetação é bem diversificada, com áreas de cerrado, floresta Amazônica e pantanal. O pantanal, considerado uma das maiores planícies alagáveis do mundo, cobre cerca de 10% do território mato-grossense; o cerrado, bioma típico do Centro-Oeste brasileiro, cobre 40%; e as porções norte e oeste abrigam a maior floresta tropical do planeta, a Amazônia.
A rede hidrográfica é bastante complexa, integrando duas regiões hidrográficas: a Amazônica e a do Paraguai. Os principais rios de Mato Grosso são o Araguaia, Cuiabá, das Mortes, Guaporé, Jauru, Jurema, Paraguai, São Lourenço, Teles, Pires, vermelho, Xingu, entre outros.