山東省地處中國東部、黃河下游，是中國主要沿海省市之一。位於北半球中緯度地帶。陸地南北最長約420公里，東西最寬約700余公里，陸地總面積15.67萬平方公里，約佔全國總面積的1.6%，居全國第十九位。境域東臨海洋，西接大陸。水準地形分為半島和內陸兩部分，東部的山東半島突出於黃海、渤海之間，隔渤海海峽與遼東半島遙遙相對，廟島群島（又稱長山列島）屹立在渤海海峽，是渤海與黃海的分界處，扼海峽咽喉，成為拱衛首都北京的重要海防門戶。西部內陸部分自北而南依次與河北、河南、安徽、江蘇4省接壤。
山東地處中國大陸東部的南北交通要道，京杭大運河和京滬鐵路、京九鐵路縱貫南北，穿越境域西部，溝通了本省與沿海和內陸諸省的聯繫；膠濟鐵路橫貫東西，藍煙鐵路穿行于半島中部，加之遍佈全省的公路網路，構成了境內四通八達的便利交通。
山東地形，中部突起，為魯中南山地丘陵區；東部半島大都是起伏和緩的波狀丘陵區；西部、北部是黃河沖積而成的魯西北平原區，是華北大平原的一部分。境內山地約佔陸地總面積的15.5％，丘陵佔13.2％，洼地佔4.1％，湖沼佔4.4％，平原佔55％，其他佔7.8％。
山東的河流分屬黃河、海河、淮河流域或獨流入海。全省平均河網密度為0.24公 裏／平方公里，長度在5公里以上的河流有5000多條，其中，長度在50公里以上的 1000多條，較重要的有黃河、徒駭河、馬頰河、沂河、沭河、大汶河、小清河、膠萊河、濰河、大沽河、五龍河、大沽夾河、泗河、萬福河、朱趙新河等。
山東的湖泊主要分佈在魯中南山丘區與魯西平原的接觸帶上，總面積1496.6平方公里，蓄水量23.53億立方米。較大的湖泊有南四湖（由南而北依次為微山湖、昭陽湖、獨山湖、南陽湖）和東平湖。
山東的海岸線全長3024.4公里，大陸海岸線佔全國海岸線的1／6，僅次於廣東省， 居全國第二位。沿海岸線有天然港灣20余處；有近陸島嶼296個，其中廟島群島由18個島嶼組成，面積52.5平方公里，為山東沿海最大的島嶼群；沿海灘塗面積約3000平方公里，15米等深線以內水域面積約1.3萬餘平方公里。這些優越的地理條件，在海上運輸和海洋資源開發利用上，都將大有作為。
山東的氣候屬暖溫帶季風氣候類型。降水集中，雨熱同季，春秋短暫，冬夏較長。年平均氣溫11℃～14℃，全省氣溫地區差異東西大於南北。年平均降水量一般在550 毫米～950毫米之間，由東南向西北遞減。全省光照資源充足，平均光照時數為2300 小時～2890小時，熱量條件可滿足農作物一年兩作的需要。由於降水量60％以上集中于夏季，故易形成澇災，冬春又常發生旱災，對農業生産影響最大。
