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아라비아는 3면을 둘러싼 산맥을 경계로 바다와 떨어져 있는 분지 모양의 고원지대이다.

홍해 연안에서 반도 전역으로 뻗은 산맥이 북동쪽 방향으로 완만한 비탈을 이루고 있으며 동부 저지대지역은 페르시아 만과 인접해 있다. 지질학적으로 아라비아 반도 서쪽 홍해 연안의 산맥들은 홍해 건너에 있는 산들과 하나의 지역을 이룬다. 이 산들은 한때 붙어 있었으나 약 5,000만 년 전 동아프리카 지구대의 지각운동으로 홍해가 생겨나면서 분리되었다. 심한 피해를 주는 지진이 발생하는 등 아직까지도 지각운동이 계속되고 있다.

남쪽 산들 역시 지질학적으로 안정된 내륙의 아라비아 순상지 중심부를 향해 완만한 비탈을 이루고 있으며, 순상지 위에는 아라비아 서부 지역에 특징적인 광활한 검은 용암평원과 사화산(死火山)들이 자리잡고 있다. 고원 내륙에는 북서부 안나푸드에서 남부 룹알할리('텅 빈 지역')까지 모래사막이 펼쳐져 있으며 동북부의 페르시아 만 연안에는 모래밭으로 이루어진 연안저지대가 자리잡고 있다.

산악지대 가운데 특별히 높은 지역은 없고 예멘에 있는 해발 3,760m의 하두르슈아이브가 최고봉이다. 고원지대의 3면을 둘러싸고 있는 좁은 연안평야지대에서 경작이 가능한데 경작지 대부분은 예멘과 사우디아라비아에 치우쳐 있다. 3,000년 동안 다른 아시아 지역 및 아프리카를 반도지역과 이어 온 대부분의 교역도시들도 이 연안평야에 자리잡고 있다('사우디아라비아' 항목 참조).

인도양 계절풍의 영향을 받는 동부 일부 지역과 산들이 이루는 장벽 때문에 비가 내리는 서부 끝 연안지역을 뺀 아라비아 반도 대부분 지역이 아주 건조하여 보통 연강우량이 100㎜ 이하를 기록한다.

사람이 살기에 가장 적합한 지역은 남부에 있는 예멘으로 연강우량이 500~1,000㎜에 이른다. 그외 다른 지역은 여름 기온이 54℃까지 올라가며 봄·가을에는 기후가 쾌적한 경우도 있지만 일반적으로 매우 건조하여 많은 농사를 지을 수가 없다. 계절풍으로는 북북서쪽에서 불어오는 샤말풍과 그보다는 드물게 남동쪽에서 불어오는 카우스풍이 있다. 지질학적인 증거에 따르면 옛날에는 아라비아 반도가 사람이 정착하여 살기에 훨씬 더 적합한 지역이었다는 것을 알 수 있다. 우기에만 물이 흐르는 와디도 한때는 1년 내내 물이 흐르는 하천이었다.

대추야자나무를 빼고는 대개의 지역에 나무가 전혀 없어 거의 반도 전역에서 자라는 대추야자가 수세기 동안 이 지역 경제의 주요산물이었다.

아카시아·위성류(渭城柳)·미모사와 같은 나무들이 모래언덕을 고정시키기 위한 방풍림으로 이용된다. 가축사료로 알팔파(자주개자리)를 심기도 하며 더 메마른 지역에서는 목화·밀·기장과 같은 작물을 재배한다. 대부분의 사막과 고지 지역에서는 염성(鹽性) 관목이 유일한 야생식물이다. 비교적 물이 풍부한 예멘과 아시르 지역에서는 선인장처럼 생긴 등대풀류, 유카리나무, 취어초 덤불, 알로에를 비롯한 여러 가지 식물들이 자생하고 있으나 대개의 경우 가축들을 방목하고 계단식 밭을 일구어 농사를 짓기 때문에 이러한 자생식물들은 쓸모없는 덤불로 취급되고 있다.

동물로는 늑대·하이에나·여우·오소리·몽구스 등의 포유동물이 널리 분포되어 있으나 그 수가 적고, 조류는 독수리·매·사냥용매·올빼미·홍학 등 훨씬 종류가 다양하지만 상당수가 철새이다. 자연보호 상태는 위태로운 수준으로 많은 종(種)들이 사냥 때문에 사실상 멸종되었다.

홍해의 암초해역을 비롯한 주변 바다에는 다양한 수생생물이 풍부하게 서식하고 있다.

주요광물자원으로는 세계 전체매장량의 절반가량을 차지하는 석유와 천연 가스가 있다.

석유는 대부분 페르시아 만 해안이나 그 앞바다에 묻혀 있으며 석유 개발시에 황도 함께 추출된다. 석유와 함께 엄청난 양의 천연 가스도 매장되어 있다. 다른 광물자원으로는 구리·인산염·금·은·철광석·중정석(重晶石)이 있으며 석고와 대리석이 채굴된다.