Cuba fa parte delle Indie Occidentali e si trova all'interno dell'Arcipelago delle Antille. L'Avana dista appena 170 km da Key West, in Florida, e la provincia di Pinar del Río è a 210 km dalla penisola messicana dello Yucatan. Altre isole vicine sono la Giamaica, le Bahamas e Haiti, 77 km al di là del Windward Passage. L'isola principale di Cuba è la quindicesima al mondo per estensione (104.945 kmq, lunga 1250 km e larga 191 nel punto più ampio). A Cuba appartiene anche l'Isla de la Juventud, 220 kmq, e oltre 4200 banchi e isole coralline, in genere bassi e disabitati.



Gran parte del territorio cubano è occupato da fertili pianure, dove viene allevato il bestiame e vengono coltivati canna da zucchero, caffè e tabacco. Le catene montuose che si trovano a est, ovest e nel centro coprono il 25% del paese e la vetta più elevata è il Pico Tarquino (1972 m). Il fiume più lungo è il Río Cauto, lungo 343 km ma difficilmente navigabile, persino per le barche più piccole. Le zolle tettoniche nordamericana e cubana si incontrano a 7200 m di profondità nella Cayman Trench, tra Giamaica e Cuba, e quindi la zona è soggetta a terremoti.



Ci sono oltre 6000 specie di piante, circa la metà delle quali endemiche. L'onnipresente palma reale (Reistonea regia) compare anche nello stemma del paese e pare che ve ne siano 20 milioni a Cuba. Tra le altre specie vegetali vi sono la rara e preistorica cicadea di Cuba (Microcycas calocoma), che risale al periodo cretaceo; il jagüey - un fico che ha radici superficiali; la plama barrigona; la ceiba, il sacro albero del cotone; e la mariposa (gelsomino farfalla), il fiore bianco nazionale. Gran parte della costa meridionale ha foreste di mangrovie che favoriscono la presenza di piccoli pesci e uccelli marini, mentre la maggior parte della costa settentrionale è aspra.



La fauna terrestre di Cuba è formata prevalentemente da rettili: coccodrilli, iguane, lucertole, salamandre, tartarughe e 15 specie di serpenti non velenosi. Il più grande mammifero è la jutía (Capromys), un innocuo roditore che può raggiungere anche i 60 cm di lunghezza. L'uccello più piccolo del mondo vive a Cuba: il colibrì-ape o zunzuncito (Mellisuga helenae), che è poco più grande di una cavalletta e pesa solo 2 grammi. Il torocoro (Priotelus temnuros) è stato scelto come l'uccello nazionale di Cuba perché ha piume rosse, bianche e blu - i colori della bandiera cubana.



Non ci sono grosse differenze di temperatura tra le varie stagioni e il gradevole clima subtropicale cubano è reso ancora più piacevole dai leggeri alisei nordorientali. La stagione umida estiva va da maggio a ottobre, l'inverno è più secco e va da novembre ad aprile. La temperatura media oscilla intorno ai 27°C a luglio e agosto e ai 22°C a febbraio. L'umidità è in media dell'80% tutto l'anno e l'afa è leggermente superiore durante la stagione umida.