Tổng diện tích của Virginia là 42.774,2 dặm vuông Anh (110.784,7 km2), trong đó có 3.180,13 dặm vuông Anh (8.236,5 km2) mặt nước, và là bang rộng lớn thứ 35 tại Hoa Kỳ.[8] Virginia giáp với Maryland và Washington, D.C. ở phía bắc và đông; giáp với Đại Tây Dương ở phía đông; giáp với Bắc Carolina và Tennessee ở phía nam; giáp với Kentucky ở phía tây; và giáp với Tây Virginia ở phía bắc và tây. Biên giới của Virginia với Maryland và Washington, D.C. kéo dài theo mực triều thấp ở bờ nam sông Potomac.[9] Biên giới phía nam được xác định theo vĩ tuyến 36° 30′ Bắc, song sai số về trắc lượng khiến độ lệch lên đến ba phút.[10] Vấn đề biên giới Tennessee được giải quyết vào năm 1893 khi tranh chấp giữa hai bang được đưa lên Tối cao Pháp viện Hoa Kỳ.[11]

Địa chất và địa hình

Vịnh Chesapeake tách biệt phần liền kề của bang với hai quận tại Eastern Shore thuộc Virginia, là một phần của bán đảo Delmarva. Vịnh hình thành sau khi các thung lũng sông Susquehanna và sông James bị ngập nước.[12] Nhiều sông của Virginia chảy vào vịnh Chesapeake, gồm có Potomac, Rappahannock, York, và James, chúng tạo thành ba bán đảo giáp vịnh.[13][14] Về mặt địa lý và địa chất, Virginia được phân thành năm khu vực, từ đông sang tây là: Tidewater (nước triều), Piedmont, dãy núi Blue Ridge, Ridge and Valley (đỉnh núi và thung lũng), và cao nguyên Cumberland.[15]

Tidewater là một đồng bằng ven biển nằm giữa bờ biển Đại Tây Dương và tuyến thác (fall line). Khu vực này gồm có Eastern Shore và các vùng cửa sông lớn của vịnh Chesapeake. Piedmont gồm một loạt vùng chân núi có nền đá trầm tích và mácma nằm ở phía đông của các dãy núi vốn được hình thành vào Đại Trung sinh.[16] Khu vực có lớp đất sét dày, và bao gồm cả dãy núi Southwest.[17] Dãy núi Blue Ridge là một khu vực địa lý tự nhiên thuộc dãy Appalachian, và có các đỉnh cao nhất trong bang, cao nhất trong số đó là núi Rogers với cao độ 5.729 foot (1.746 m).[18] Vùng Ridge and Valley ở phía tây của dãy núi, và bao gồm thung lũng Đại Appalachian. Khu vực có nền đá cácbonat, và gồm có núi Massanutten.[19] Cao nguyên Cumberland và dãy núi Cumberland nằm tại góc tây-nam của Virginia, ở bên dưới cao nguyên Allegheny. Trong khu vực này, các sông chảy theo hướng tây bắc vào lưu vực sông Ohio với một thủy hệ hình cây.[20]

Nền đá cácbonat của bang có trên 4.000 hang động, 10 trong số đó mở cửa cho hoạt động du lịch.[22] Đới địa chấn Virginia không có lịch sử hoạt động địa chấn thường xuyên. Các trận động đất trong bang hiếm khi có cường độ trên 4,5 độ Richter do Virginia nằm xa rìa của mảng Bắc Mỹ. Trận động đất lớn nhất từng ghi nhận được trong bang xảy ra vào năm 1897 gần Blacksburg, được ước tính có cường độ 5.9 độ richter.[23] Một trận động đất có cường độ 5,8 độ Richter tấn công trung bộ Virginia vào ngày 23 tháng 8 năm 2011, gần Mineral. Theo tường thuật, có thể cảm nhận được trận động đất ở những nơi xa như Toronto, Atlanta và Florida.[24] Hoạt động khai thác than đá được tiến hành trong ba khu vực núi, tại 45 thành tầng than đá riêng biệt gần các bồn địa Đại trung sinh.[25] Trên 62 triệu tấn tài nguyên phi nhiên liệu khác, như slate, kyanit, cát, hay sỏi, được khai thác tại Virginia trong năm 2012.[26]

Khí hậu

Càng về phía nam và đông Virginia, khí hậu càng trở nên ấm hơn và ẩm hơn.[27] Nhiệt độ cực theo mùa dao động từ trung bình thấp 26 °F (−3 °C) trong tháng 1 đến trung bình cao 86 °F (30 °C) trong tháng 7. Đại Tây Dương có ảnh hưởng mạnh đối với khí hậu các khu vực ven biển miền đông và miền đông nam của bang. Do chịu ảnh hưởng của hải lưu Gulf Stream, thời tiết vùng ven biển lệ thuộc vào các cơn bão, rõ rệt nhất là gần cửa vịnh Chesapeake.[28]

Trung bình hàng năm, Virginia có 35–45 ngày có hoạt động giông bão, đặc biệt là ở miền tây của bang,[29] và lượng giáng thủy là 42,7 inch (108 cm).[28] Các khối khí lạnh tràn qua các dãy núi vào mùa đông có thể dẫn đến lượng tuyết rơi đáng kể. Tác động tương hỗ của các yếu tố này với địa hình của bang tạo ra các vi khí hậu riêng biệt tại thung lũng Shenandoah, dãy núi Southwest, và các đồng bằng ven biển.[30] Mỗi năm, trung bình có 7 lốc xoáy xảy ra tại Virginia, hầu hết ở cấp F2 hoặc thấp hơn theo thang độ Fujita.[31]

Trong những năm gần đây, việc vùng ngoại ô phía nam của Washington, D.C. mở rộng sang Bắc Virginia dẫn đến đảo nhiệt đô thị, chủ yếu là do gia tăng hấp thu bức xạ mặt trời tại các khu vực dân cư đông đúc hơn.[32] Trong một tường trình năm 2011 của Hiệp hội Phổi Hoa Kỳ, 11 quận tại Virginia không đạt chuẩn về chất lượng không khí, trong đó quận Fairfax là tệ nhất, do ô nhiễm từ xe ô tô.[33][34] Sương mù trên các dãy núi có nguyên nhân một phần là từ các nhà máy điện sử dụng than đá.[35]

Động thực vật

Rừng bao phủ 65% diện tích bang, chủ yếu là các cây rụng lá, lá rộng.[36] Những nơi có cao độ thấp thì càng có khả năng có nhiều độc cần và rêu ưa ẩm nhỏ song dày đặc, với các cây mại châu và sồi trên Blue Ridge.[27] Tuy nhiên từ đầu thập niên 1990, sự tàn phá của sâu bướm Gypsy làm xói mòn sự thống trị của các khu rừng sồi.[37] Tại khu vực Tidewater đất thấp, thông vàng có xu hướng chiếm ưu thế, với các rừng bách ngập nước trong các đầm lầy Great Dismal và Nottoway. Các loài thực vật thông thường khác gồm có dẻ, phong, hoàng dương, nguyệt quế núi, bông tai, cúc, và nhiều loài dương xỉ. Các khu vực hoang vu rộng lớn nhất nằm dọc theo bờ biển Đại Tây Dương và tại các dãy núi miền tây, là nơi phát hiện ra số lượng cá thể Trillium grandiflorum lớn nhất tại Bắc Mỹ.[27][38]

Các loài thú tại Virginia gồm hươu đuôi trắng, gấu đen, hải ly, linh miêu đuôi cộc, sói đồng cỏ, gấu mèo, chồn hôi, macmot, ôpôt Virginia, cáo xám, cáo đỏ, và thỏ đuôi bông miền Đông.[39] Các loài thú khác gồm có: chuột hải ly, sóc cáo, sói xám, sóc bay, sóc chuột, dơi nâu, và chồn. Các loài chim tại Virginia gồm có giáo chủ (bang điểu), cú kẻ dọc, bạc má Carolina, ưng đuôi lửa, ó cá, bồ nông nâu, cút, mòng biển, đại bàng đầu trắng, và gà tây hoang. Virginia cũng là nơi sinh sống của cả gõ kiến đầu đỏ lớn và nhỏ, cũng như gõ kiến thông thường. Cắt lớn lại được đưa đến vườn quốc gia Shenandoah vào giữa thập niên 1990.[40] Sander vitreus, Salvelinus fontinalis, Ambloplites cavifrons, và Ictalurus furcatus nằm trong số 210 loài cá nước ngọt được biết đến tại Virginia.[41] Các suối chảy với phần đáy nhiều đá thường là môi trường sống của một lượng lớn các loài tôm tùm và kỳ giông.[27] Vịnh Chesapeake là nơi sinh sống của nhiều loài thủy sinh, trong đó có cua xanh, nghêu, hàu, và Morone saxatilis (cá pecca sọc).[42]

Virginia có 30 đơn vị thuộc Cục Công viên Quốc gia, như vườn Great Falls và đường mòn Appalachian, và một vườn quốc gia là Shenandoah.[43] Shenandoah được thành lập vào năm 1935 và bao gồm thắng cảnh Skyline Drive. Gần 40% diện tích của vườn (79.579 acres/322 km2) được xác định là vùng hoang dã theo Hệ thống Bảo tồn Hoang dã Quốc gia.[44] Thêm vào đó, Virginia có 34 vườn cấp bang và 17 rừng cấp bang, chúng nằm dưới quyền quản lý của Bộ Bảo hộ và Tiêu khiển và Bộ Lâm nghiệp của bang.[36][45] Vịnh Chesapeake không phải là một vườn quốc gia, song được cả pháp luật bang và liên bang bảo hộ, và cùng vận hành Chương trình vịnh Chesapeake nhằm phục hồi vịnh và lưu vực của vịnh. Khu bảo tồn loài hoang dã quốc gia đầm lầy Great Dismal kéo dài sang Bắc Carolina, nó cũng như khu bảo tồn loài hoang dã quốc gia Back Bay đánh dấu sự khởi đầu của dãy đảo chắn Outer Banks.[46]