哈萨克斯坦斯坦是世界上最大的内陆国家，地形为东高西低，西部是图兰低地和里海沿岸低地，西北面和北面分别是俄罗斯平原、西西伯利亚平原的延续平原。中部渐见丘陵，东部和东南部为山地，也是帕米尔高原向北的延续。

欧洲部分面积约14万km²

主要的水体包括巴尔喀什湖、斋桑泊等。与乌兹别克斯坦共分咸海，西临里海（世界最大的内陆湖），多数湖泊为咸水湖。境内的河流多数为内流河，主要有额尔齐斯河、锡尔河、乌拉尔河等。

哈萨克斯坦的半荒漠和荒漠占全国面积60%，在荒漠地区的年降水量不足100毫米。全境属温带干燥气候，冬天寒冷夏天炎热，但山区高峰亦有终年积雪，年降水量可达1000毫米。气候各个地区相差很大，首都阿斯塔纳，冬天最底温度可达-40℃以下，常有4、5级大风，原首都阿拉木图气温则最底达-20℃左右，极少有风。