Тюменская область расположена в основном в пределах Западно-Сибирской равнины, и только на западе ее территория имеет четко выраженный естественный рубеж – восточные склоны Уральских гор. В ее состав входят еще два субъекта РФ – Ханты-Мансийский АО – Югра и Ямало-Ненецкий АО.

Площадь – 1435,2 тыс. км². Граница области на севере проходит по берегам Карского моря и совпадает с государственной границей РФ. На востоке область граничит с Красноярским краем и Томской областью, на юге – с Омской и Курганской областями, Республикой Казахстан, на западе – со Свердловской, Пермской, Архангельской областями и Республикой Коми.

Юг области расположен, в основном, на равнине, в междуречье Тобола и Ишима, в лесостепной и степной природных зонах. Значительная часть области занята тайгой и лесостепью с березовыми колками.

Характерная особенность ландшафта юга области – обилие озер и болот, занимающих западины, котловины, плоские участки водораздельных пространств, межгривные понижения и ложбины. Тюменская область – одна из самых заболоченных территорий России.

В области около 15 тыс. рек, проток и временных водотоков. В том числе и одна из крупнейших рек России – Иртыш. Все они относятся к бассейну Карского моря. Низовья рек Ишим, Тобол, Исеть и других, берущих начало в Казахстане и на Урале, протекают в лесостепной зоне. Тюменские реки равнинны, с малыми уклонами, медленным течением (0,2–0,8 м/сек), извилистые, с множеством проток и стариц.

Иртыш течет в широкой долине, с хорошо развитой поймой, которая весной затопляется на десятки километров. Многочисленные озера-старицы, образовавшиеся от разливов Иртыша, богаты рыбой. Особенно полноводным Иртыш становится после впадения в него самого крупного притока – Тобола.