Texas là tiểu bang lớn thứ hai tại Hoa Kỳ, sau Alaska, với diện tích 268.820 dặm vuông Anh (696.200 km2). Nếu xét về diện tích, Texas rộng hơn 10% so với Pháp và lớn gần gấp đôi Đức hay Nhật Bản, đứng thứ 27 trong số các đơn vị hành chính cấp một quốc gia trên thế giới. Nếu độc lập, Texas sẽ là quốc gia lớn thứ 40 trên thế giới, xếp hạng sau Chile và Zambia.

Texas nằm ở khu vực Trung-Nam của Hoa Kỳ. Ở phía nam, sông Rio Grande tạo thành biên giới quốc tế giữa Texas với các tiểu bang Chihuahua, Coahuila, Nuevo León, và Tamaulipas của México. Ở phía bắc, sông Red tạo thành biên giới giữa Texas với Oklahoma và Arkansas. Ở phía đông, sông Sabine tạo thành biên giới tự nhiên giữa Texas với Louisiana. Vùng cán xoong Texas có biên giới phía đông với Oklahoma theo kinh tuyến 100°T, biên giới phía bắc với Oklahoma theo vĩ tuyến 36°30'B và biên giới phía tây với New México theo kinh độ 103°T. El Paso nằm ở mũi cực tây của bang- được tạo thành từ vĩ tuyến 32°B và Rio Grande.[12]

Texas có 10 vùng khí hậu, 14 vùng đất đai và 11 vùng sinh thái riêng biệt, do vậy việc phân loại vùng miền trở nên mơ hồ với những khác biệt về đất, địa hình, địa chất, lượng mưa, quần thể thực vật và động vật.[13] Một hệ thống phân loại chia Texas, theo thứ tự từ đông nam sang tây, thành các vùng: Đồng bằng Ven biển vịnh México, Đất thấp nội địa, Đại Bình nguyên, Bồn địa và Núi. Vùng Đồng bằng ven biển bao quanh vịnh México nằm ở phần đông nam của bang. Thảm thực vật trong vùng này gồm có các rừng thông dày. Vùng đất thấp nội địa gồm các khu vực gợn sóng đến các khu đồi rừng và là một bộ phận của vùng rừng thông gỗ cứng. Đại Bình nguyên nằm ở trung bộ Texas, trải dài từ Vùng Cán xoong của tiểu bang và Llano Estacado cho đến Vùng Đồi Texas gần Austin. Vùng này chủ yếu là thảo nguyên. Vùng "Viễn Tây Texas" hay "Trans-Pecos" là vùng Bồn địa và Núi, gồm có vùng Đồi Sand, cao nguyên Stockton, các thung lũng sa mạc, dốc núi có rừng và bãi cỏ sa mạc.

Texas có 3.700 dòng chảy được đặt tên và 15 sông lớn,[14][15] trong đó Rio Grande là lớn nhất. Các sông lớn khác của Texas gồm Pecos, Brazos, Colorado, và Red- tạo thành biên giới với Oklahoma. Mặc dù Texas chỉ có vài hồ tự nhiên, song người Texas xây dựng được trên 100 hồ chứa nhân tạo.[16]

Quy mô lãnh thổ và lịch sử độc đáo của Texas khiến cho việc xác định liên kết khu vực của tiểu bang gây tranh luận; Texas có thể được xếp là một tiểu bang Nam bộ hoặc một tiểu bang Tây Nam bộ, hoặc cả hai. Sự rộng lớn và đa dạng về địa lý, kinh tế, văn hóa tại Texas cản trở việc phân loại toàn bộ tiểu bang vào một vùng được công nhận tại Hoa Kỳ. Như Đông Texas thường được xác định là phần mở rộng của Deep South, còn Viễn Tây Texas thường được thừa nhận là một phần của Tây Nam nội địa.

Một lượng lớn các loài động vật và côn trùng sinh sống tại Texas. Tiểu bang là nơi cư trú của 65 loài thú, 213 loài bò sát và lưỡng cư, và là nơi đa dạng nhất về sự sống của các loài chim tại Hoa Kỳ—tất cả có 590 loài.[17] Có ít nhất 12 loài được di thực và nay tái sinh tự do tại Texas.[18] Texas cũng có một số loài ong bắp cày, là một trong các khu vực sinh sống đông đúc nhất của loài Polistes exclamans.[19]