Северная часть страны лежит в пределах пустыни Сахара, южная — захватывает Сахель и часть суданской природной области. Климат на севере страны тропический, пустынный, среднемесячные температуры изменяются от 15 °C в январе до 35 °C в июле (при этом максимальные температуры достигают 50 °C), осадков выпадает обычно 100–250 мм, в основном в виде сильных кратковременных ливней. Климат крайней южной части экваториально–муссонный с температурами воздуха от 21–24 °C зимой до 30–35 °C летом и годовым количеством осадков до 800–1000 мм. Рек мало: главная из них — Шари (с притоком Логоне) течет на юге страны и впадает в озеро Чад, остальные реки практически существуют только короткое время после дождей.
Большая часть территории Чада — плоская равнина. На крайнем севере находится нагорье Тибести, простирающееся почти на тысячу км. Это грандиозное поднятие древних кристаллических пород, вершину которого венчают вулканические конусы, среди которых — высшая точка Чада гора Эми-Куси (3415 м) с огромным (13 км в поперечнике и 300 м в глубину) кратером. На северо-востоке страны расположено безводное плато Эннеди, прорезанное сухими древними долинами. Юго-восток Чада занимает массив Вадаи с горами высотой 500–1000 м (наивысшая точка — 1790 м — гора Гера), а на юго-западе раскинулась равнина Кенем с большими участками песчаных дюн. На западе страны расположено озеро Чад — мелководное (средняя глубина 4–7 м), с солоноватой водой и очень непостоянными очертаниями: его площадь ежегодно меняется от 10 до 20 тыс. км. Берега озера Чад на западе и юге заболочены и покрыты травянистой растительностью, на севере сильно изрезаны и очень живописны