Situată între Dunăre (în vest şi nord) şi Marea Neagră (în est), Dobrogea are un relief alcătuit dintr-o zonă înaltă de peste 400 m în nord-vest, căreia i se adaugă o succesiune de platouri de 100-300 m atât în est, cât şi în sud. Extremitatea sudică a regiunii, prin altitudinea sa în jur de 100 de m şi aspectul general, poate fi mai degrabă considerată o câmpie structurală, cu toate caracteristicile fizico-geografice ce decurg din această înfăţişare.
Munţii Măcin, încadraţi între Valea Dunării în vest şi nord, culoarul sculptat de Luncaviţa şi Taița în est şi culoarul depresionar Traian – Mircea Vodă – Horia spre sud, reprezintă zona în care apar cele mai mari înălţimi (Vârful Țuțuiatu – 476 m, Pricopan, Negoiu).
Relieful acestor munţi se caracterizează prin: existenţa unor nivele etajate, corespunzătoare suprafeţelor Măcin, Niculiţel, Bujor, Cerna; prezenţa reliefului de munţi insulari; existenţa unor văi – culoare disproporţionate faţă de râurile care le drenează.
Urmarea acestor caracteristici o constituie prezența următoarelor subunităţi orientate NV-SE: Prispa dunăreană, Culmea Pricopan-Megina, Culoarul Jijina-Cerna, Culmea Gârvan – Țuțuiatu – Negoiu, cea mai înaltă, cu frecvente altitudini de 400 m.
Dealurile Tulcei, situate în partea de nord a Dobrogei, au aspectul unei peninsule ce înaintează spre est prin vechiul golf al Razimului şi cel al Deltei, terminându-se prin promontoriul Dunavat.
Relieful are aspectul unui întins platou aparţinând suprafeţei Niculiţel, fragmentat şi despărţit de culmi izolate, dominate de câteva piscuri cu înălţimi de peste 200 m. Mica depresiune transversală de la Bibugeac, vechea legătură între Deltă şi Razim, detaşează de restul dealurilor promontoriul Dunavat, corespunzător, probabil, anticei insule Peuce.
În partea centrală a Dobrogei, se află Podişul Babadag cu altitudini de 400 m în vest şi 30 m în est, pe prispa litorală şi Podişul Casimcei cu altitudini cuprinse frecvent între 100 şi 300 de m.
Podişul Dobrogei de Sud, aşezat în aceeaşi parte a regiunii, se prezintă sub forma unui platou cu altitudini joase, în medie de 86 m. În cadrul acestiu podiş, se disting următoarele subunităţi geografice: Podişul Dorobanţului, la nord, între culoarul Carasu şi Podişul Casimcei; Culoarul Carasu, considerat de unii cercetători un vechi braţ al Dunării; Podişul Negru-Vodă; Podişul Oltinei, fragmentat de văi scurte, terminate prin limane fluviatile la vărsarea în Dunăre.
Litoralul Dobrogei reprezintă o zonă de contact a uscatului cu marea. Caracteristicile actuale ale reliefului sunt, în primul rând, consecinţa evoluţiei recente a acestuia, rezultatul înfruntării celor două medii, uscat şi mare. Relieful este caracterizat prin prezenţa unui ţărm jos, format din cordoane de nisip în asociere cu lacuri, la nord de Capul Midia şi înalt, cu faleze dominante, întrerupte doar de prezenţa limanelor fluvio-maritime, la sud de acesta.
Clima Dobrogei se caracterizează printr-un continentalism accentuat, cu diferenţe mari de temperatură de la iarnă (0-2 grade C), la vară (21-23 grade C), în timp ce media anuală se menţine la 10-11 grade. Excepţie de la aceste valori constituie înălţimile din Dobrogea de Nord unde apar, insular, temperaturi uşor mai scăzute şi precipitaţii mai multe. De asemenea, litoralul înregistrează condiţii specifice sub influenţa Mării Negre. Precipitaţiile sub 500 mm provin, în cea mai mare parte, din ploi torenţiale, frecvente mai ales în iunie şi iulie. Vânturile dominante sunt cele de nord la care se adăugă vara şi cel de sud.
Reţeaua hidrografică alcătuită din văi cu ape temporare, Telița, Taița, Slava, Casimcea, Carasu, este completată de prezenţa numeroaselor lacuri, limane de pe litoral, Razim, Tașaul, Siutghiol, Agigea, Techirghiol, Mangalia, sau de pe malul dunărean, Oltina, Mirleanu, Gârliţa, Carpina. Regimul apelor este caracterizat prin producerea volumului maxim al scurgerii, iarna şi primăvara. Amenajarea marelui sistem de irigaţii Carasu la care se va adăuga cel al Razimului va completa deficitul de umiditate, caracteristic pentru această zonă.
Vegetaţia Dobrogei este determinată de încadrarea acestei unităţi în limitele zonei de stepă. Totodată, prezenţa unor înălţimi deluroase şi a unor condiţii climatice de umiditate ceva mai ridicate a permis dezvoltarea unor masive păduroase cu caracter insular. Tabloul acesta biogeografic de stepă uscată, cu păduri mezofile şi uscate, este completat cu vegetaţie higrofilă care apare în lunci, în special în lungul Dunării şi Văii Carasu şi vegetaţie de litoral.
Pădurile sunt completate cu elemente pontice şi submediteraneene. Această participare a elementelor submediteraneene sudice atestă prezenţa evidentă a unor condiţii climatice asemănătoare cu cele din regiunile ei de origine. Masivele păduroase cele mai importante se găsesc în Munţii Măcin – Podişul Niculiţel, Podişul Babadag şi Podişul Negru-Vodă. Vegetaţia stepică, la rândul ei, demonstrează un accentuat caracter pontic la care se adaugă elemente eurasiatice, submediteraneene, continentale şi balcanice.
Predomină aici ţelina stepică, firuţa cu bulbi, peliniţa, negara, bărboasa. Pe lunci, apar rogozuri, stuf, papură, pipirig, iar pe nisipurile litorale, alături de graminee şi de sărăriţa apar tufişuri de sălcet şi cătină. Din punct de vedere faunistic, amintim că aici este domeniul popândăului, şoarecelui de stepă, spârcaciului, broaştei ţestoase. Solurile dominante sunt cernoziomurile, solurile bălane, solurile cenuşii de pădure, cernoziomurile levigate, rendzine.
Istoric, Podișul Dobrogei a fost un punct de confluință pentru diverse culturi și popoare. Aici s-au întâlnit și au conviețuit grecii, romanii, bizantinii și, mai târziu, popoarele migratoare, fiecare aducând și lăsând în urmă elemente distincte care au modelat identitatea culturală a regiunii. Multe dintre aceste influențe sunt vizibile în siturile arheologice și în patrimoniul cultural care împodobește aceste meleaguri.
Podișul este de asemenea un loc privilegiat pentru observarea biodiversității. Zonele sale naturale oferă habitat pentru o varietate de specii de faună și floră, unele dintre ele fiind unice în Europa. Acesta este un motiv pentru care Dobrogea este frecvent vizitată de naturaliști și pasionați de bird-watching.