استان سیستان و بلوچستان از دو ناحیه «سیستان» و «بلوچستان» تشکیل شده که از نظر طبیعی با یکدیگر متفاوت هستند:
دشت سیستان یکی از دشت های داخلی فلات ایران است که به طور متوسط ۴۷۵ تا ۵۰۰ متر از سطح دریا ارتفاع دارد و از آبرفت های دلتای قدیمی و فعلی رودخانه هیرمند و سیلاب های اطراف آن   پوشیده شده است. این سرزمین در جلگه ای پست و هموار در منتهی الیه مرز شرقی ایران قرار دارد. این دشت از بقایای دریاهای دوران سوم زمین شناسی است و بر اثر حرکات کوه زایی به صورت چاله درآمده است. از مهم ترین کوه های این منطقه می توان به «پلنگ کوه» مشرف به دشت سیستان، «کوه خواجه» در حاشیه دریاچه هامون و غرب زابل اشاره کرد.
و اما ناحیه بلوچستان قسمت جنوبی استان را شامل می شود و منطقه وسیع کوهستانی است که با توجه به مجاورت با دریای عمان و وزش بادهای موسمی دارای آب و هوای متفاوتی است. بارش کم نزولات جوی و عدم وجود منابع برفی کوهستانی باعث شده بیشتر رودخانه های این منطقه فصلی و موقتی باشد و در بخش وسیعی از استان، منابع محدود آب های زیر زمینی تنها امکانات تامین آب محسوب می شود.
ارتفاعات سیستان و بلوچستان به دوران دوم و سوم زمین شناسی تعلق دارد و سنگ های آن اغلب آهکی و گچی است. این ارتفاعات دنباله رشته کوه های مرکزی هستند که از « الوند » شروع شده و به موازات رشته کوه های زاگرس امتداد یافته و به بلوچستان ختم می شود و شامل ناهمواری های شرق چاله لوت و ارتفاعات دیواره شرقی و جنوبی چاله جازموریان است .مهمترین ارتفاعات این منطقه عبارتند از: کوه تفتان، کوه بزمان، کوه بیرک، بم پشت، کوه سلیمان، کوه ملک سیاه، سلسه جبال پیر شوران .
رودخانه های مهم استان سیستان و بلوچستان نیز مانند مناطق کوهستانیش در دو ناحیه سیستان و بلوچستان به علت موقعیت اقلیمی به صورت دائمی و فصلی متفاوت است. از مهمترین رودخانه های دائمی ناحیه سیستان می توان به رودخانه هیرمند اشاره کرد که از کوه های هندوکش و ارتفاعات بابا یغما در غرب کابل – افغانستان سرچشمه گرفته و پس از طی مسافت ۱،۰۵۰ کیلومتر وارد خاک ایران می شود و در نقطه مرزی به دوشاخه تقسیم می شود که یک شاخه آن درامتداد مرز جریان دارد و بعد از گذر از دشت سیستان به دریاچه هامون متصل می شود و شاخه دیگر آن وارد رودخانه سیستان شده و شاخه های متعددی از آن منشعب می شود که عبارتند از سیلک ، نیامک ، نهراب و در آخر به دریاچه هامون می ریزد.
از مهمترین رودخانه های موجود در بلوچستان نیز می توان به بمپور، کاجـو، سرباز، باهو کلات، کهیر یا نیک شهر، ماشکید یا ماشکل، رابچ یا فنوچ، سیانجــان یا تلخ آب، لادیز و گزو را نام برد که از این میان رودخانه های بمپور و کارواندر از مهمترین رودخانه های دایمی این منطقه به شمار می آیند.
به جز رودخانه های جاری در استان سیستان و بلوچستان، سه دریاچه ی مهم کشور نیز در این استان واقع شده که عبارتند از: دریاچه هامون، دریاچه جازموریان و دریاچه هامون ماشکل.
استان سیستان و بلوچستان با توجه به موقعیت جغرافیایی، از یک طرف تحت تاثیر جریان های جوی متعدد مانند؛ جریان بادی شبه قاره هند و به تبع آن باران های موسمی اقیانوس هند قرار دارد   و از طرف دیگر تحت تاثیر فشار زیاد عرض های متوسط قرار دارد که گرمای شدید مهم ترین پدیده مشهود اقلیمی آن است. از دیگر وضعیت های آب و هوایی می توان به وزش بادهای شدید موسمی، طوفان شن، رگبارهای سیل آسا، رطوبت زیاد و مه صبحگاهی اشاره کرد.  از نظر طبقه بندی اقلیمی، استان دارای آب و هوای متفاوتی در مناطق مختلف است و چنین می توان گفت که در مناطق ایرانشهر، زابل دارای آب و هوای بیابانی، در ناحیه زاهدان آب و هوای  بیابانی و نیمه بیابانی، در مناطق سراوان، خاش، چابهار آب و هوای نیمه بیابانی، در ناحیه کوهستانی بم پشت در جنوب سراوان تا کوه های بشاگرد آب و هوای نیمه بیابانی معتدل، اقلیم شرق ارتفاعات و فلات های مرتفع و کم وسعت میان آن آب و هوای نیمه بیابانی با زمستانی سرد جریان دارد. به طور کلی استان سیستان و بلوچستان در ناحیه آب و هوایی بیابانی و خشک قرار گرفته است.