Le Québec se trouve sur trois des sept régions physiographiques du Canada. Il s’agit des basses terres du Saint-Laurent, du Bouclier canadien et de la région des Appalaches. Les basses terres du Saint-Laurent forment la région la plus fertile et la plus développée. C’est là qu’est concentrée la majorité de la population, principalement entre Montréal et Québec. Le Bouclier canadien couvre la majorité de la province. Il commence environ 80 km au nord de la vallée du fleuve Saint-Laurent et s’étend jusqu’à la région de l’Ungava. Il s’agit d’une immense région où abondent des milliers de lacs et où s’étendent des milliers de kilomètres carrés de forêts. Enfin, sur la rive sud du Saint-Laurent, entre la rivière Richelieu et la péninsule gaspésienne, se trouve la portion québécoise des Appalaches, chaîne de montagnes qui s’étend de Gaspé au sud de l’Alabama.
Géologie et sols
Au Quaternaire, toute la province est recouverte par des glaciers. Leur retrait a commencé il y a 15 000 ans et a donné lieu à la formation de milliers de lacs qui font la renommée du Québec. La majeure partie du territoire québécois varie entre 300 et 600 m d’altitude. Seulement 7 % du Québec s’élève à plus de 600 m. Le mont d’Iberville, dans les monts Torngat du nord du Québec, culmine à 1 652 m, et le mont Jacques-Cartier, en Gaspésie, à 1 268 m. D’une altitude moyenne de 150 m, les basses terres du Saint-Laurent possèdent les terres les plus fertiles. Le Bouclier canadien, par contre, ne comprend que 5 % de terres arables, situées pour la plupart dans la partie sud du bouclier, dans les Laurentides ou les hautes terres Laurentiennes. L’autre région fertile est située dans le sud du Québec, près de la frontière américaine, et comprend une succession de petits massifs montagneux et de plateaux et de plaines propices à l’agriculture.
Végétation
Les trois régions physiographiques de la province sont constituées de quatre zones distinctes aux paysages forts différents : la toundra arctique, la taïga, la forêt boréale et la forêt tempérée (voir Régions de végétation; Régions forestières). Toutes, sauf la forêt tempérée, sont très peu habitées.
La toundra arctique couvre un territoire qui s’étend du 56e parallèle jusqu’au nord du Québec. Elle est caractérisée par l’absence de végétation forestière et d’un sol couvert de lichens et de mousses. La taïga, située entre le 52e et le 56e parallèle, est une zone dénudée. La végétation, rare, y est composée d’épinettes, de sapins et d’arbres nains, qui poussent dans certaines parties de la région. La forêt boréale est située entre la frontière septentrionale des basses terres du Saint-Laurent et le 52e parallèle. C’est une région densément boisée. Enfin, la forêt tempérée couvre la vallée de l’Outaouais, les basses terres du Saint-Laurent, les Appalaches et le Lac-Saint-Jean. Ces régions sont aussi densément boisées de sapins, d’épinettes, de pins, de mélèzes, d’érables, de frênes, de hêtres et de chênes. Il s’agit là de la principale source d’approvisionnement de l’industrie forestière de la province. De plus, le Québec est connu pour la flamboyance des couleurs automnales de ses forêts boréales et tempérées.
Faune
La toundra arctique est l’habitat naturel de l’ours polaire, du renard et du lièvre arctique. Dans la taïga, le cervidé le plus courant est le caribou. Les forêts boréale et tempérée, elles, sont peuplées de nombreuses espèces animales, comme les chevreuils, les coyotes, les orignaux et les lynx. Les poissons (105 espèces au total) abondent dans les lacs et les rivières, surtout la truite, la perchaude, l’achigan et le brochet. D’autres espèces, comme le saumon et l’éperlan, vivent dans les eaux salées, mais viennent frayer dans les eaux douces du Québec. La rivière Saguenay et le fleuve Saint-Laurent servent aussi de refuges pour les mammifères marins tels que le phoque, le béluga, l’épaulard, le rorqual à bosse et même le rorqual bleu (voir Baleine).
Le Québec abrite aussi 350 espèces d’oiseaux, dont 10 % y hivernent. Des oiseaux de proie, comme le faucon émerillon, la crécerelle et le grand-duc d’Amérique, hivernent dans la province et vivent surtout dans la forêt boréale. D’autres espèces plus communes comprennent la corneille, l’étourneau, l’hirondelle et le roselin. À l’automne, au cours de leur migration vers le sud, des milliers d’oies blanches se rassemblent le long des rives du Saint-Laurent, particulièrement à Cap-Tourmente, près de Québec. Chaque année, cet événement attire des milliers de touristes et d’ornithologues amateurs.
Hydrographie
Le Québec est renommé pour ses innombrables lacs et rivières. Le fleuve Saint-Laurent, avec son estuaire et le golfe, est la voie navigable la plus importante et l’élément géographique le plus remarquable de la province. Ses principaux affluents sont, sur la rive sud, les rivières Richelieu, Yamaska, Chaudière et Matapédia; sur la rive nord, les rivières Saint-Maurice, Saguenay, Manicouagan et des Outaouais. Les deux autres principaux bassins hydrographiques sont celui de la baie James et de la baie d’Hudson, et celui de la baie d’Ungava. Dans la région de la baie James, des barrages ont été érigés sur les rivières Nottaway, Rupert et Eastmain dans les années 1970 dans le cadre de la construction du plus grand projet hydroélectrique du Canada. D’immenses réservoirs, comme celui de la Manicouagan, sur la rivière du même nom, au nord de Baie-Comeau, et le réservoir Gouin, sur le Saint-Maurice, sont aussi le cadre d’importants projets hydroélectriques.
Climat
Les masses d’air continentales sont fréquentes au Québec. Les courants marins peuvent avoir une incidence directe sur leurs températures. L’un des plus importants est le courant froid du Labrador. Il descend vers le sud jusqu’à la hauteur de Terre-Neuve. C’est ce qui cause la fraîcheur des étés de la côte est. Par contre, les vagues de chaleur humide de l’été sont dues au Gulf Stream. En raison des rencontres fréquentes entre l’air chaud et humide qui provient du golfe du Mexique et l’air froid et sec qui vient du nord et de l’ouest, toute la province reçoit des chutes de neige abondantes pendant l’hiver. Parfois, l’effet combiné d’un important système d’air chaud au-dessus d’un système d’air froid au niveau du sol occasionne de grosses tempêtes accompagnées de pluies verglaçantes. C’est ce qui s’est produit en janvier 1998, quand le sud du Québec et l’est de l’Ontario ont connu quatre jours consécutifs de pluies verglaçantes, les pires jamais enregistrées (voir Crise du verglas).
Ressources naturelles et conservation
Le Québec possède d’abondantes ressources naturelles, dont de l’amiante, de l’or, du tellure, du titane et du colombium. Le sous-sol québécois contient aussi des minéraux industriels comme la tourbe, le calcaire, la silice, le granit et le mica. L’industrie de la construction de la province est autosuffisante grâce à l’abondance de la pierre, du ciment, du sable et de la chaux.
Trois parcs nationaux se situent au Québec : le parc national Forillon, le parc national de la Mauricie et la réserve de parc national de l’Archipel-de-Mingan. De plus, il compte 28 parcs provinciaux (qu’on appelle aussi parcs nationaux dans la province). Quatre d’entre eux, soit les parcs Pingualuit, Kuururjuaq, Ulittaniujalik et Tursujuq, sont gérés par Parcs Nunavik (voir Nunavik).