Bosnia-Hercegovina er et fjelland, kun åtte prosent av landet ligger lavere enn 150 meter over havet. I vest domineres landskapet av karstfjell (Dinariske alper) som hovedsakelig løper i retning nordvest–sørøst, avbrutt av karakteristiske poljer. I midtre deler ligger det skog- og mineralrike Bosansko rudogorje (Bosniske malmfjell), som i Maglić når opp i 2386 meter over havet. Fjellandet dreneres av Neretva og av Sava med bielvene Una, Vrbas, Bosna og Drina; for karstområdenes vedkommende ved underjordiske elveløp. 42,7 prosent av landet er dekket av skog.
En kupert region danner i nord overgangen mellom fjellandskapet og det fruktbare slettelandet langs Sava. Mot Adriaterhavet finnes en 20 kilometer lang kyst med én liten by (Neum), men uten havn. Utenfor denne kysten er Kroatias nest største halvøy (Pelješac).
Bosnia-Hercegovina har middelhavsklima nærmest adriaterhavskysten, mer temperert i innlandet.