Les Bouches-du-Rhône font partie de la région Provence-Alpes-Côte d'Azur et sont frontalières des départements du Gard, de Vaucluse et du Var.
Le département est délimité par le Rhône à l'ouest et la Durance au nord. Le Rhône se divise en Grand-Rhône et Petit-Rhône en aval d'Arles, formant le delta du Rhône qui abrite la Camargue. Celle-ci est une des zones humides du département (on y trouve notamment l'étang de Vaccarès et les salines de Salin-de-Giraud), parmi lesquelles également l'étang de Berre et ses annexes les étangs de Vïne et de Bolmon, l'étang des Aulnes et le Grand Plan du Bourg dans la Crau et l'étang de Lavalduc entre Fos-sur-Mer et Istres.
Les principaux massifs montagneux du département sont le massif de la Sainte-Baume (1 042 mètres), la montagne Sainte-Victoire (1 011 mètres), le massif de l'Étoile (779 mètres), le massif du Garlaban (731 mètres) et le massif des Alpilles (496 mètres).
Les Bouches-du-Rhône sont découpés en quatre zones sismiques :

zone II (« sismicité moyenne ») : les cantons de Lambesc, Peyrolles-en-Provence et Salon-de-Provence ;
zone Ib (« sismicité faible ») : les cantons d'Aix-en-Provence, Trets, Eyguières, Orgon, Berre-l'Etang, Istres-Nord et Istres-Sud ;
zone Ia (« sismicité très faible ») : les autres cantons de l'Arrondissement d’Aix-en-Provence, les cantons d'Arles-Est, Châteaurenard, Saint-Rémy-de-Provence, Marignane, Martigues-Est, Martigues-Ouest, Roquevaire ;
zone 0 (« sismicité négligeable ») : le reste du département.Paysages des Bouches-du-Rhône :

Climat
Le département des Bouches-du-Rhône est soumis à un climat méditerranéen dans son ensemble :

des températures contrastées, avec une amplitude annuelle d'environ 15 °C ;
des précipitations irrégulières : il y a moins de 65 jours de pluie supérieures à 1 mm par an et ces pluies tombent sous forme d'averses brutales, avec en moyenne 500 à 700 mm/an ;
l'été est très chaud et sec, l'hiver est doux, il y a des pluies violentes au printemps et à l'automne ;
des vents violents, notamment le mistral qui souffle près de 100 jours par an avec des pointes à plus de 100 km/h.On peut cependant distinguer plusieurs microclimats dans le département. Ainsi, si sur l'ensemble des côtes l'amplitude annuelle est moins forte et que la Côte Bleue, les Calanques de Marseille et la baie de la Ciotat sont moins arrosées que le reste du département (environ 500 mm par an) – certaines zones étant même les plus arides de France avec seulement 450 mm – les reliefs au-dessus de 600 à 700 m bénéficient de précipitations plus importantes (700 à 800 mm/an) et de températures un peu moins élevées, notamment le massif de la Sainte-Baume et la partie septentrionale de la montagne Sainte-Victoire, ainsi que certaines vallées de ces secteurs. À l'intérieur des terres, une grande partie de vallée de l'Arc subit de fortes amplitudes journalières, surtout en hiver, avec de fortes gelées la nuit.

Faune et flore du département
La végétation est principalement constituée de garrigues, maquis, forêts clairsemées et pinèdes, très fragilisées par les incendies, en particulier en période de sécheresse et de mistral.