thumb|Satellittbilde av Israel (januar 2003)
Geografisk er Israel plassert mellom tre kontinenter: Afrika, Asia og Europa. Det grenser til Libanon i nord, Syria og Jordan øst og Egypt i sørvest. Landet er lokalisert ved koordinatene , med kystlinje mot Middelhavet i vest og mot Akababukten i sør. Landet er langt og smalt, og strekker seg omtrent 450 km fra Genesaretsjøen i nord til Eilat i sør. Den bredeste strekningen, på 135 km, er mellom Dødehavet og Middelhavet. Den viktigste elven er Jordan, som renner via Genesaretsjøen til Dødehavet.
Som følge av seksdagerskrigen i 1967 er Vestbredden, Gazastripen, Øst-Jerusalem og Golanhøydene delvis under israelsk kontroll, og er derfor også beskrevet i denne artikkelen. Israels areal eksklusivt disse områdene utgjør 20 770 kvadratkilometer, hvorav én prosent er vann. Om man inkluderer østre Jerusalem og Golanhøydene, er arealet 22 145 kvadratkilometer.
Det sørlige Israel er dominert av Negevørkenen, som dekker rundt 12 000 km², mer en halvparten av landets totale areal. Nord i dette området ligger Judeaørkenen, der også Dødehavet ligger, ved grensen til Jordan. Dette er Jordens laveste punkt, 408 meter under havoverflaten. Innlandsområdene er dominert av Judeafjellene på Vestbredden, mens den sentrale og nordlige kystlinja består av fruktbare kystsletter. De nordlige innlandsområdene består av Karmel-fjellkjeden, ved siden av Jisreeldalen og Galilea-åsene. Genesaretsjøen ligger bortenfor dette, og grenser i øst til Golanhøydene, hvor det høyeste punktet under Israels kontroll ligger, Hermonfjellet 2236 meter over havet. Det høyeste punktet innen Israels internasjonale anerkjente territorium er fjellet Har Meron, 1208 meter over havet.
Landets klima er svært skiftende, om man sammenligner kystområdene med fjellområdene, spesielt i løpet av vintermånedene. I de nordlige fjellområdene kan temperaturen synke, den kan snø og regne, og man kan oppleve snø helt ned til Jerusalem. Kystområdene, for eksempel strendene i Haifa og Tel Aviv, har typisk middelhavsklima med kjølig vinterregn og varme, tørre somre.
Beliggenhet left|thumb|Israel på verdenskartet
Israel ligger nord for ekvator, rundt 31°30' nord og 34°45' øst. Det er verdens 152. største land i areal, med et totalt areal på 20 770 km². Israel måler 424 km fra nord til sør, og er 135 km på det bredeste, mens det smaleste punktet kun er 15 km bredt. Totalt har Israel en grense på 1 017 km, og en kystlinje på 273 km.
Israel har kystlinje til Middelhavet i vest og Rødehavet i sør. Sørvest for landet ligger Sinaihalvøya, mens Syriaørkenen ligger bortenfor Israels grense mot Jordan i øst. Den sørligste bosetningen i Israel er byen Eilat, mens den nordligste er Metulla. Israels territorialfarvann går tolv nautiske mil ut i sjøen.
thumb|left|Topografisk kart over Israel, større byer avmerket. Fysiske regioner
Fysisk er Israel er inndelt i fire regioner: Kystslettene mot Middelhavet i vest, høylandsområdene øst for disse, Jordandalen enda lenger øst og Negevørkenen i sør. Disse er igjen delt opp i mindre områder, etter topografiske forhold (terrengforhold).
Kystslettene Kystområdene strekker seg fra den libanesiske grensen i nord til Gaza i sør, kun avbrutt av Kapp Karmel og Haifabukta. Slettene har en bredde på rundt 40 km ved Gaza, og smalner deretter inn mot nord. Ved den libanesiske grensen er bredden rundt 5 km. Regionen er fruktbar og har høy luftfuktighet, og er kjent for sitronfrukthager og vinkultur. Området blir krysset av flere mindre elver, men kun to, Yarkonelven og Kishonelven, har permanent vannførsel.
Regionen er igjen delt i fem områder: Det vestlige Galilea strekker seg fra kibbutzen Rosh HaNikra i nord ned til Israels tredje største by, Haifa. Dette er et fruktbart område, og ved siden av én by – Nahariya – finnes det mange mindre jordbrukssamfunn her. Langs kysten er det en mengde mindre øyer. Sør for Haifa ligger Hof HaCarmel-regionen, som strekker seg ned til byen Zikhron Ya'aqov. Sharonsletten følger så, fra Zikhron Ya'aqov til Yarkonelven ved Tel Aviv. Dette området er Israels mest befolkede. Sør for dette området, ned til Nakhal Shikma, ligger den sentrale del av kystsletten. Den sørligste delen av kystplanet, også kjent som Sjefela, Judeasletten og vestlige Negev, utgjør siste del av kystslettene, og rekker ned til Gazastripen. Den er delt i to: Besor-regionen, som er et savanne-aktig område med et relativt stort antall bosetninger, i nord, og Agur-Halutsa-regionen i sør, som er veldig sparsomt befolket.
Høylandene Øst for kystplanet, i innlandet, ligger den sentrale høylandsregionen. Nord i denne regionen ligger Galilea-høydene, som er ca. 500 m til 700 m høye. Meron-fjellet er områdets høyeste punkt, med en høyde på 1208 meter over havet. Sør for Galilea, på Vestbredden, ligger Samaria-åsene, med utallige små, fruktbare daler, og en høyde som sjeldent overgår 800 m. Sør for Jerusalem, også for det meste innen Vestbredden-området, er de øde Judeafjellene, hvor også Hebron-fjellet ligger.
De sentrale høylandene har en gjennomsnittlig høyde på 610 m. Flere daler går igjennom høylandene fra øst til vest; den største er Jisreeldalen, som er 48 km lang, fra Haifa i sørøst til Jordandalen, og er 19 km bred ved det videste punktet.
Jordandalen
Øst for de sentrale høylandene ligger Jordandalen, som er en del av den 6500 km lange Riftdalen. I Israel er Riftdalen dominert av Jordanelva, Genesaretsjøen og Dødehavet. Jordan, Israels største elv (322 km), har sitt opphav i elvene Dan, Banias og Hasbani, i nærheten av Hermonfjellet i Antilibanon. Videre går den sørover gjennom den uttørrede Huladalen, og flyter ut i Genesaretsjøen. Genesaretsjøen har et areal på 165 km², og ligger, avhengig av årstider og regnfall, rundt 213 meter lavere enn havet. Med en vannkapasitet på rundt 3 kubikkilometer, er sjøen Israels nasjonale vanntransportørs hovedreservoar. Jordanelva fortsetter fra den sørlige enden av Genesaretsjøen, hvor den utgjør grensen mellom Vestbredden og Jordan, til den renner ut i det saltholdige Dødehavet. Dødehavets areal er på1020 km², og 420 m under havet, hvilket gjør den til det laveste punktet på Jorda. Sør for Dødehavet fortsetter Riftdalen 170 km, inn i Nahal HaArava (Wadi al Arabah), som ikke har permanent vannførsel, og ned til Akababukten.
Negevørkenen
Negevørkenen har et aral på rundt 12 000 km², mer enn halvparten av Israels totale landområde. Geografisk er det en forlengelse av Sinai-ørkenen. Den har form som et triangel, med Beer Sheva, Dødehavet og de sørlige Judeafjellene som grunnlinje, og toppunkt i landets sørlige ende i Eilat, hvor landet også har kystlinje mot Akababukten. Topografisk er området parallelt med landets andre regioner, med lavland i vest, åser sentralt og Nahal HaArava som sin østlige grense.
Unikt for Negev-regionen er de kraterlignende makhteshim-sirklene; Makhtesh Ramon, Makhtesh Gadol og Makhtesh Katan. Negev er også inndelt i fem økologiske regioner: Nordlige, vestlige og sentrale Negev, høyplatået og Arabadalen. Det nordlige Negev har en nedbørmengde på 300 mm årlig, og jorda er derfor fruktbar her. Vestlige Negev har en nedbørmengde på 250 mm pr. år, med lys jord med noe sand i. Det sentrale Negev har en årlig nedbør på 200 mm, og er karakterisert av ugjennomtrengelig jord, slik at lite vann trenger igjennom, slik at mesteparten forblir på overflaten, hvor det blant annet forårsaker jorderosjon. Høyplatåområdet, som er en del av Ramat HaNegev, er mellom 370 og 520 meter over havet, med ekstreme temperaturer både sommer og vinter. Området har en nedbør på 100 mm pr. år, med dårlig og delvis saltholdig jord. Arabahdalen ved grensen til Jordan strekker seg 180 km, fra Dødehavet i nord til Eilat i sør, og er veldig tørr, med kun 50 mm nedbør årlig.
Geologi thumb|Grotte erodert ut fra kalkstein, fra Rosh Hanikra Det østlige og det vestlige Israel er skilt ved en fjellkjede som går fra nord til sør langs kysten. Jerusalem er lokalisert på toppen av fjellryggen. Øst ligger Dødehavsriften, et langstrakt, relativt nedtrykt jordskorpeområde, avgrenset av forkastninger på begge sider.
De israelske fjellene består av mange lag kalkstein og sandstein, hvilket gjør det mulig for vannet å renne fra vestflanken til øst. Flere kilder har sprunget ut ved Dødehavet, alle som oaser, hvor de mest kjente er ved Ein Gedi og Ein Bokek (Neve Zohar), og hvor det nå har kommet bosetninger. Israel har også mange karstområder bestående av kalkstein. Temperaturen i disse hulene er rundt 20 °C, til tross for dette er kun én er åpen for det offentlige. Nedover i landet er små naturlige huler vanlige. Disse har blitt brukt i tusenvis av år, historisk som tilfluktssteder, bosteder, oppbevaringsrom, staller og steder til offentlige samlinger.
Landets nordlige kystlinje har noen landformasjoner bestående av kalk, som for eksempel Rosh HaNikra, en kalkklippe der mange grotter har blitt erodert ut.
Negevørkenen i sør er ikke dekket av sand, slik den vanlige oppfatningen av ørken er, men av tørr jord og brune, steinete, støvete fjell gjennomskåret av wadier (tørre elveleier som livner til etter regn) og dype kratre. Området har tidligere vært bunnen av et forhistorisk hav.
Elver og sjøer thumb|left|Dødehavet er kjent for sitt saltholdige vann (ca. 30 %) og som det laveste punktet på Jorda (410 meter under havoverflaten). thumb|Kart som viser Jordanelvas rute. Genesaretsjøen og Dødehavet er også markert.
Israels lengste og mest kjente elv er den 320 km lange Jordanelva, som har utspring på de sørlige fjellsidene av Hermonfjellet i fjellkjeden Antilibanon, som er en del av Golanhøydene. Den flyter ut nord i Genesaretsjøen, og ut igjen i sør. Videre utgjør den den israelske grensen mot Jordan, og flyter til slutt ut i Dødehavet. Elva flyter delvis gjennom Vestbredden. Elvene Dan, Banias og Hasbani er bielver til Jordan, hvorav Dan-elva har utspring på uomstridte israelske territorier, mens Hasbani kommer fra Libanon og Banias fra Golanhøyden.
Israels største og eneste bemerkelsesverdige ferskvannssjø er Genesaretsjøen (også kjent som Tiberiassjøen og Galileasjøen), en pæreformet sjø lokalisert nordøst i landet. Sjøen er 23 km lang, fra nord til sør, og 13 km bred på det bredeste, i nord. Genesaretsjøen ligger 207 m under havet. I en tidligere geologisk periode, var sjøen en del av en stor innsjø, som strakte seg fra Hula-myrlandene i nordlige Israel til 64 km sør for Dødehavet. Nedsenkningen sjøen ligger i utgjør deler av Riftdalen.
Sør for Genesaretsjøen ligger det meget saltholdige Dødehavet, som delvis utgjør grensen mellom Israel og Jordan, og ligger 4|8 m under havoverflaten, hvilket gjør den til det laveste punktet på Jorden. Dødehavet er 67 km langt, med en maksimumsbredde på 16 km, og utgjør også en del av Riftdalen. En halvøy stikker ut i sjøen fra den østlige bredden. Området sør for denne er grunt, mindre enn 6 m dypt. Det dypeste området ligger nord for denne.
Det er ingen farbare kunstige vannveier i Israel, selv om Det nasjonale vanntransportsystemet, som leder drikkevann, kan ses på som en kunstig vannvei. Ideen om en kanal mellom Middelhavet og Dødehavet har blitt diskutert og avslått.
Klima Selv om Israel er et lite land, har det stor variasjon i topografi og klimatiske forhold. Nordvest i landet er det middelhavsklima, der Galileas skogkledde høyder i det nordlige Israel går over til fruktbare daler, og landbruksjord markerer kyststrekningen langs med Middelhavet. Lenger sørøst i landet finner man steppeklima og ørkenklima, der bergrike ørkener strekker seg sørpå gjennom Negevørkenen og Arabahdalen til Eilat ved Rødehavet. Områdene helt i sørøst regnes som ekstrem ørken.