日本以温带和亚热带季风气候为主，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，四季分明。全国横跨纬度达25°，南北气温差异十分显著。
日本是世界上降水量较多的地区。主要原因包括了日本海侧地区冬季的降雪；6月、7月（冲绳、奄美为5月、6月）间连绵不断的梅雨；以及夏季到秋季登陆或接近日本的台风。日本有记载的最高温度纪录是40.9℃，于2007年8月16日在崎玉县熊谷市和岐阜县多治见市测得；有记载的最低温度纪录是-41℃，于1902年1月25日在北海道旭川市测得。
日本位于亚欧板块和太平洋板块的消亡边界，为西太平洋岛弧-海岸山脉-海沟组合的一部分。全国68%的地域是山地。日本最高的山是著名的富士山，海拔3776米。日本位于环太平洋火山地震带，全球有十分之一的火山位在日本，在全国都时常会发生火山活动。据统计，世界全部里氏规模6级以上的地震中，超过二成都发生在日本。
