Næstum 93% landsins eru fjöllótt og u.þ.b. helmingur lýðveldisins er í 3000 m hæð yfir sjó eða hærra.  Austurhlutinn nær yfir Pamírfjöll og meirihlutann af samnefndri hásléttu.  Hæsta fjall fyrri Sovétríkjanna, Kommúnismatindur (7498m) er í norðausturhlutanum.  Einungis 7% landsins eru ræktanleg.  Jöklar eru uppsprettur fjölda straumharðra áa, sem víða væri hægt að virkja.  Láglendissvæðin eru Ferganadalurinn allranyrzt í landinu og Amu Daryadalur í suðausturhlutanum.  Helztu árnar eru Syr Darya, sem rennur um Ferganadalinn, Zeravshan í norðausturhlutanum og Kafirnigan, Vakhsh og Pydandzh, þverár Amu Darya, sem draga til sín vatn af 75% landsins.

Fjölbreytilegt meginlandsloftslag ríkir í landinu.  Hitasveiflur eru miklar, allt frá 48°C til -63°C.  Mikill hitamunur er milli hálendis og láglendis.  Meðalhitinn í júlí í dölunum fer yfir 31°C en er undir 10°C uppi í fjöllum.  Úrkoman er alls staðar lítil, þótt vesturfjöllin njóti mestu vökvunarinnar (>1600 mm).  Steppu- og fjallagróður er ríkjandi.  Meðal villtra spendýra er hinn sjaldgæfi snjóhlébarði (fjallageitur, fjallafé, stórhyrndar geitur og markhor, sem er sjaldgæf tegund).