Ocupa uma área de 43.696,054 km², sendo pouco maior que a Dinamarca. Sua capital é a cidade do Rio de Janeiro. Os municípios mais populosos são: Rio de Janeiro, São Gonçalo, Duque de Caxias, Nova Iguaçu, Belford Roxo, Niterói, São João de Meriti, Campos dos Goytacazes, Petrópolis, Volta Redonda, Magé, Itaboraí, Mesquita, Nova Friburgo, Barra Mansa e Macaé.
Muitas cidades destacam-se devido à forte vocação turística: Paraty, Angra dos Reis, Armação dos Búzios, Rio das Ostras, Cabo Frio, Petrópolis, Arraial do Cabo entre outras.
O estado é formado por duas regiões morfologicamente distintas: a baixada e o planalto, que se estendem, como faixas paralelas, do litoral para o interior. Paraíba do Sul, Macaé, Guandu e Piraí.
O estado do Rio faz parte do bioma da Mata Atlântica brasileira, tendo em seu relevo montanhas e baixadas localizadas entre a Serra da Mantiqueira e Oceano Atlântico, destacando-se pelas paisagens diversificadas, com escarpas elevadas à beira-mar, restingas, baías, lagunas e florestas tropicais. Fazendo divisa com os estados de Espírito Santo, São Paulo e Minas Gerais, o Rio de Janeiro é um dos menores estados do país e o menor da região Sudeste.
O estado possui um clima muito variado e com verões quentes a cada ano que passa. Na Região Metropolitana do Rio de Janeiro, domina o clima tropical semi-úmido, com chuvas abundantes no verão, que é muito quente e invernos secos, com temperaturas amenas.
Na maior parte da Serra Fluminense, o clima é tropical de altitude, mas com verões variando entre quentes e amenos e na maioria das vezes, chuvosos, e invernos frios e secos.
Nas Baixadas Litorâneas, a famosa Região dos Lagos, o clima é tropical marítimo, com média anual de cerca de 24°C com verões moderadamente quentes, mas amenizados devido ao vento do mar e invernos amenos.Também é devido ao vento frio trazido pela Corrente das Malvinas vindo do mar que esta região é uma das mais secas do Sudeste, com precipitação anual de apenas cerca de 750mm em cidades como Arraial do Cabo, Cabo Frio e Armação dos Búzios, e não passando de cerca de 1.100mm nas cidades mais chuvosas da região, Maricá e Saquarema.
Ocasionalmente, podem ocorrer precipitações de neve nas partes altas do Parque Nacional do Itatiaia, onde está situado o Pico das Agulhas Negras. Em 1985, foi registrada uma abundante nevada nas proximidades deste pico, com acumulações de 1 metro em certos pontos. A neve no Parque Nacional do Itatiaia também foi registrada nos anos de 1976, 1988, 1994, 1999 e 2004.
Devido à ocupação agropastoril, o desmatamento modificou sensivelmente a vegetação original do estado. Atualmente, as florestas ocupam um décimo do território fluminense, concentrando-se principalmente nas partes mais altas das serras. Há grandes extensões de campos produzidos pela destruição, próprios para a pecuária, e, no litoral e no fundo das baías, registra-se a presença de manguezais.
O rio Paraíba do Sul é o principal rio do estado. Nasce em Taubaté e desemboca no Oceano Atlântico — como a maior parte dos rios fluminenses —, na altura de São João da Barra.
O litoral fluminense é pontilhado por numerosas lagoas, antigas baías fechadas por cordões de areia. As mais importantes são as lagoas Feia, a maior do estado, Araruama, Saquarema, Maricá, Marapendi, JacarepaguáRodrigo de Freitas, as três últimas no município do Rio de Janeiro.
O litoral do Rio de Janeiro é extremamente recortado. Os principais acidentes são a baía da Ilha Grande, a Ilha Grande, a restinga da Marambaia, a baía de Sepetiba e a baía de Guanabara, onde se destaca na paisagem a Enseada de Botafogo. Há um total de 365 ilhas espalhadas pela costa somente na cidade de Angra dos Reis e 65 na baía de Paraty.
De um modo geral, os solos fluminenses são relativamente pobres. Os solos mais propícios à utilização agrícola encontram-se em Campos dos Goytacazes, Cantagalo, Cordeiro e em alguns municípios do vale do rio Paraíba do Sul.
Existem no estado duas unidades de relevo: a Baixada Fluminense, que corresponde às terras situadas em geral abaixo de 200m de altitude, e o Planalto ou Serra Fluminense, acima de 200 metros.
Grande parte da economia do estado do Rio de Janeiro se baseia na prestação de serviços, tendo ainda uma parte significativa de indústria e pouca influência no setor de agropecuária. Aproximadamente 60% do seu PIB é composto pela a prestação de serviços em áreas como telecomunicações, audiovisual, tecnologia da informação, turismo, turismo de negócios, ecoturismo, seguros e comércio. A cidade do Rio de Janeiro é sede da maior parte das operadoras de telefonia do país, como TIM, Oi, Telemar, Embratel. No setor de vendas em varejo o estado também ocupa posição de destaque. No Rio de Janeiro estão as sedes de grandes cadeias como Lojas Americanas - e, por conseguinte, de empresas por ela controladas como Blockbuster, Americanas.com e Submarino.com -, Ponto Frio e Casa e Vídeo.
Em seguida, com 39,5% do PIB vem a indústria - metalúrgica, siderúrgica, gás-química, petroquímica, naval, automobilistica, audiovisual, cimenteira, alimentícia, mecânica, editorial, têxtil, gráfica, de papel e celulose, de extração mineral, extração e refino de petróleo. A indústria química e farmacêutica também ocupa papel de destaque na economia fluminense. Segundo dados da Associação Comercial do Rio de Janeiro, dos 250 laboratórios existentes no país, 80 operam no estado, com destaque para Merck, Glaxo, Roche, Arrow, Barrenne, Casa Granado, Darrow Laboratórios, Gross, Baxter, Schering-Plough, Musa, Daudt, Lundbeck, Mayne e Mappel. A Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz), no bairro de Manguinhos, é o maior laboratório público da América Latina e um dos maiores do mundo e ocupa posição de destaque na pesquisa de remédios para diversas moléstias.
No setor de petróleo, estão sediadas no Rio de Janeiro as maiores empresas do país, incluindo a maior companhia brasileira, a Petrobras. Além dela, Shell, Esso, Ipiranga e El Paso mantêm suas sedes e centros de pesquisa no estado. Juntas, todas estas empresas produzem mais de quatro quintos dos combustíveis distribuídos nos postos de serviço do País.
Finalmente, respondendo por apenas 0,5% do PIB fluminense, a agropecuária é apoiada quase integralmente na produção de hortaliças da Região Serrana e do Norte Fluminense. No passado, cana-de-açúcar e depois, o café, já tiveram considerável impacto na economia fluminense.
O estado do Rio de Janeiro é a segunda maior economia do Brasil, perdendo apenas para São Paulo.