thumb|left|Ziemia Franciszka Józefa mały|300px|Położenie Ziemi Franciszka Józefa Wyspy archipelagu Ziemi Franciszka Józefa pokryte są niskimi pasmami górskimi zbudowanymi głównie ze skał bazaltowych. Większą część powierzchni wysp zajmują pokrywy lodowe. Granica wiecznego śniegu przebiega stosunkowo nisko, bo na wysokości 100–300 m n.p.m. Najwyższy punkt wysp sięga 620 m n.p.m. (na wyspie Wiener Neustadt (ros. остров Винер-Нёйштадт).
Klimat polarny morski. Średnia roczna temperatura waha się w granicach od –12.8 °C do –17.9 °C. Średnie zimowe temperatury spadają poniżej –30 °C, sięgając –46 °C. Pionierska wyprawa Payera i Weyprechta w dniu 14 marca 1872 r. zanotowała nawet –51 °C. Maksymalne temperatury latem nie przekraczają +3 °C. Szatę roślinną na obszarach nie zajętych przez lodowce tworzy bardzo skąpa tundra, w której występuje jednak ok. 250 gatunków roślin. Przeważają porosty i mchy. Roślin nasiennych jest tu ok. 40 gatunków, w tym m.in.: jaskry, skalnice, głodki, rogownice, mak polarny i wierzba polarna. W Faunie wysp występuje 10 gatunków ssaków, w tym niedźwiedź polarny, lis polarny i płetwonogie oraz ok. 30 gatunków ptaków, m.in.