Budowa geologiczna i rzeźba Wyspy są zróżnicowane pod względem geologicznym. Zachodnia część Mikronezji jest pochodzenia kontynentalnego, gdzie wyspy zbudowane są ze sfałdowanych skał osadowych i wulkanicznych, głównie andezytów. Wyspy te wznoszą się średnio na 700 m n.p.m. W koralowych warstwach rozwinęły się formy krasowe. Centralne wyspy są pochodzenia wulkaniczno-koralowego, które wznoszą się do 450 m n.p.m. – Tol na atolu Truk. Wschodnie wyspy posiadają oliwinowo-bazaltowe podłoże, na którym wznoszą się stożki wulkaniczne z rozwiniętymi osadami koralowymi. We wschodnich wyspa wznosi się najwyższy szczyt kraju – Mount Nanlaud. Wyspy leżą na długim podmorskim grzbiecie wulkanicznym.
Klimat Mikronezja leży w strefie klimatów tropikalnych z równomiernymi, dość wysokimi temperaturami w ciągu roku. Opady deszczu są tu bardzo obfite. Pohnpei, z opadami rocznymi rzędu 8,4 m, jest jednym z najwilgotniejszych miejsc na świecie. Cyklicznie występują tu jednak pory suche - gdy El Niño przemieszcza się w rejon Zachodniego Pacyfiku, wody gruntowe opadają bardzo znacząco. W ciągu roku dużym niebezpieczeństwem, zwłaszcza dla nisko osadzonych atoli są tajfuny.