A região onde hoje se localiza o estado do Tocantins, antes de sua criação, era predominantemente ocupada por formações vegetais características do bioma Cerrado, com extensas áreas de savana e campos. O clima predominante na maior parte do território é o Tropical com estação seca definida, apresentando altas temperaturas ao longo do ano. A hidrografia é marcada pela presença de importantes rios, como o Araguaia e o Tocantins, que formam bacias hidrográficas fundamentais para a região. O relevo é predominantemente plano, com a presença de planaltos e chapadas em algumas áreas.