Przyroda Podlasia jest dzisiaj jednym z najlepiej zachowanych obszarów w kraju. Jest ona w dużym stopniu naturalna a jej niezwykłość i unikatowość jest duża nawet w skali Europejskiej. Do największych i najbardziej unikatowych zasobów przyrodniczych należą duże, naturalne kompleksy leśne, rozległe zabagnione doliny rzek i liczne jeziora. Przy tym zbiorowiska roślinności cechują się dużym stopniem naturalność i bioróżnorodności.
Niezwykłość województwa podlaskiego jest podkreślana i da się wyrazić poprzez występowanie licznych gatunków roślin chronionych, gatunków zwierząt unikatowych i chronionych a także samą powierzchnią objętą różnymi formami ochrony.
Naturalność przyrody województwa jest utrzymywane przez dużą ilość obszarów uznanych za naturalnie czynnych czyli: łąki, pastwiska, zadrzewienia, wody i nieużytki bagienne. Na jego terenie nie ma zlokalizowanych większych zakładów przemysłowych dzięki czemu powietrze jest czyste a zanieczyszczenia powietrza utrzymują się na niskim poziomie. Duża wartość środowiska przyrodniczego sprawiła, że obszar województwa został włączony do regionu funkcjonalnego "Zielone płuca Polski".
Bogactwo terenów zielonych zdecydowało o wyznaczeniu na jego obszarze szeregu struktur funkcjonalnych i elementów systemu ochrony przyrody w Polsce i Europie. Obszary te określają kierunki przemieszczania się organizmów i powiązań ekologicznych. Wyznaczone obszary transferowe w postaci korytarzy służą głównie podtrzymywaniu i nawiązywaniu połączeń pomiędzy różnymi obszarami o znaczeniu dla bioróżnorodności. Z pośród obszarów chronionych i o dużym znaczeniu najważniejsze to wchodzące w skład Europejskiego Systemu Obszarów Chronionych czyli takie kompleksy jak: : Puszcza Białowieska, Puszcza Knyszyńska, Puszcza Augustowska, Dolina Narwi i Dolina Bugu oraz Pojezierze Suwalskie i Litewskie.
O znaczeniu europejskim województwa podlaskiego i jego przyrody mówi się głównie jako obszarze łącznikowym pomiędzy wartościowymi obszarami Europy Wschodniej i korytarzami łączącymi tę część Europy z jej centralną częścią. Takimi pasami są pojezierza i wielki pradoliny i doliny rzeczny takie jak: Wisły, Bugu.
Profesor Kondracki dokonał podziału fizycznogeograficznego w którym na terenie obecnego województwa podlaskiego wyznaczone zostały następujące krainy:
- 842.7 Makroregion Pojezierze Litewskie
- 842.72 mezoregion Pojezierze Zachodniosuwalskie
- 842.73 mezoregion Pojezierze Wschodniosuwalskie
- 842.74 mezoregion Równina Augustowska
- 842.8 Makroregion Pojezierze Mazurskie
- 842.86 mezoregion Pojezierze Ełckie
- 843.3 Makroregion Nizina Północnopodlaska
- 843.31 mezoregion Wysoczyzna Kolneńska
- 843.32 mezoregion Kotlina Biebrzańska
- 843.33 mezoregion Wysoczyzna Białostocka
- 843.34 mezoregion Wzgórza Sokólskie
- 843.35 mezoregion Wysoczyzna Wysokomazowiecka
- 843.36 mezoregion Dolina Górnej Narwi
- 843.37 mezoregion Równina Bielska
- 843.38 mezoregion Wysoczyzna Drohicka
- 318.6 Makroregion Nizina Północnomazowiecka
- 318.65 mezoregion Równina Kurpiowska
- 318.66 mezoregion Dolina Dolnej Narwi
- 18.67 mezoregion Międzyrzecze Łomżyńskie.
Analizując budowę geologiczną to województwo podlaskie znajduje się na krystalicznej platformie prekambryjskiej wschodnio europejskiej. W większości jest to Wyniesienie Mazursko - Suwalskie. W podłożu pod utworami czwartorzędu znajdują się skały osadowe górnej kredy których przebieg jest silnie zaburzony a budowa skomplikowana. Sprawia to, że osady czwartorzędu maja różną miąższość zmieniającą się lokalnie. I tak najwięcej bo 1069 m - okolice J. Okrągłego, 537 - 594 m - okolice Krasnopola, 250 m - okolice Rajgrodu, w przybliżeniu 200 m - okolice Sokółki i 60 - 300 m na Nizinie Północnopodlaskiej i 90 m w pobliżu Ciechanowca. Osady czwartorzędowe występujące na terenie województwa reprezentują wszystkie zlodowacenia poczynając od podlaskiego po bałtyckie przy czym to ostatnie objęło swym zasięgiem jedynie północne obszary województwa - Grajewo - Rajgród - Augustów.
Osady czwartorzędowe to osady polodowcowe w postaci glin zwałowych, iłów, żwirów i piasków. Osady na powierzchni to mozaika osadów wodno-lodowcowych, glin zwałowych, wytwory lodowcowe i osady moreny czołowej i dennej. Najwyraźniejsze formy związane są ze zlodowaceniem środkowo polskim i bałtyckim. Najmłodsze są holoceńskie osady w dolinach rzek i obszarach bezodpływowych w postaci torfu, mad rzecznych, namułów i piasków.
Surowce występujące na terenie województwa podlaskiego można podzielić na dwie grupy. Pierwsza to zasobne surowce skalne związane z czwartorzędem i mniej zasobne złoża związane ze starszymi okresami geologicznymi.
W tej pierwszej to wydobywane odkrywkowo duże ilości piasku, żwirów, kruszywa skalnego. Dodatkowo wydobywa się glinę zwałową, iły, kredy jeziornej, torfu, a w rejonie Augustowa i Supraśla złoża borowiny.
W drugiej grupie to rzadsze surowce takie jak:
- złoża rud ilmenitowo - magnetytowych (rejon Udzyn, Jeleniewo, Szurpiły),
- pierwiastki promieniotwórcze (rejon Rajsk),
- pierwiastki ziem rzadkich (rejon Tajno),
- kreda (rejon Mielnik, Wojdy k/Rajgrodu).
Obszar województwa położony jest w całości w zlewisku Morza Bałtyckiego w dorzeczu takich rzek jak Wisła, Pregoła, Niemen. Jednak głównym systemem rzecznym tego obszaru jest system rzeki Narew i jej dopływów a więc takimi rzekami jak: Biebrza, Pisa, Narewka, Supraśla i Nereśla. Tak duża rzeka jak Bug zajmuje jednak peryferyjne rejony województwa i ma mniejsze znaczenie. Jej głównymi dopływami są: Brok i Nurzec z Leśną Prawą oraz Nurczykiem. System rzeczny województwa jest bardzo rozbudowane a rzeki spływają w różnych kierunkach. Część obszaru znajduje się w dorzeczu rzeki Niemen a jego dopływami są Krynka, Łosośna, Swisłocz oraz tak znane Czarna Hańcza i Szeszupa.
Region północno wschodniej Polski to także liczne jeziora i zbiorniki sztuczne. W samym województwie podlaskim jezior o powierzchni większej niż 0,5 hektara jest około 310. największymi są: Wigry, Hańcza, Szurpiły, Szelment Wielki, Rajgrodzkie, Sajno, Necko oraz jezioro graniczne Gaładuś.
Liczne są również małe zbiorniki sztuczne służące regulacji poziomu wód w rzekach. Największym zbiornikiem wodnym jest zbiornik Siemianówka.
Wody w województwie podobnie jak w większości kraju ulegają stopniowemu ale wolnemu polepszaniu jeśli chodzi o klasę czystości. Wprowadzenie licznych rozwiązań w zakresie gospodarki komunalnej pozwoliło na zmniejszenie ilości zrzucanych do rzek i jezior ścieków. Wodami mieszczącymi się w kategoriach czystości są:
- wody rzeki Narew na odcinku od ujścia rzeki Supraśl do ujścia rzeki Biebrzy,
- wody rzeki Biebrzy od ujścia rzeki Sidry po ujście Neresli,
- wody rzeki Pisy od granic województwa do ujścia Kanału Turośl,
- wody rzeki Supraśl na odcinku od Michałowa do ujścia Sokołdy i na odcinku od
ujścia Białej do ujścia do rzeki Narwi,
- wody rzeki Netty na odcinku od Jeziora Sajno po ujście Kanału Augustowskiego,
- wody rzeki Marycha na odcinku od Jeziora Sejny do granicy państwa,
- wody rzeki Krynki od wsi Krynki do granicy państwa,
- wody rzeki Jabłonka i Gać na całej długości,
- wody rzeki Brok na całej długości do ujścia do Bugu.
Gleby na terenie województwa podlaskiego to głównie gleby wykształcone na utworach polodowcowych. Powstały z nich głównie gleby brunatne i bielicowe a w mniejszym udziale powierzchniowym czarne ziemie i gleby bagienne. Materiałem na którym powstały jest: piasek, żwiry, gliny zwałowe, pyły i holoceńskie otwory w postaci torfu, , namułów, utworów aluwialnych, deluwialnych i piasków eolicznych.
Poszczególne typy gleb są najczęściej występującymi w:
- gleby brunatne właściwe są dominujące na pojezierzu, Wysoczyźnie Wysokomazowieckiej, oraz na zachodnim skraju Równiny Bielskiej i Wysoczyzny Drohickiej.
- gleby brunatne wyługowane spotykane są na terenie całego województwa ale duży ich udział jest w takich jego częściach jak: Wysoczyzna Kolneńska, rejon Czerwonego Boru, w dolinie Bugu i w okolicach Ciechanowca oraz na północ od Knyszyna i Czarnej Białostockiej.
- gleby bielicowe natomiast występują w części pojeziernej a dokładnie we fragmentach Pojezierza Zachodniosuwalskiego, Równiny Augustowskiej, Równiny Bielskiej i Wysoczyzny Drohickiej oraz niektórych rejonach Wysoczyzny Białostockiej.
- czarne ziemie towarzyszą glebom brunatnym przy czym zajmują obniżenia terenu i doliny niewielkich cieków wodnych gdzie występuje odpowiednie uwilgotnienie obszaru. Obszary ich zwiększonego udziału powierzchniowego to brzegowe rejony obszarów bagiennych w dolinach rzek Biebrzy i Nurca, Wysoczyzna Wysokomazowiecka i Równina Bielska.
- wśród gleb bagiennych dominują gleby torfowe stale zawodnione w których ciągle zachodzi torfienie a rejonami występowania są między innymi: doliny Biebrzy, Narwi, Brzozówki i innych cieków oraz Równina Kurpiowska.
- gleby murszowo - torfowe czyli takie które powstały w wyniku obniżenia poziomu wód w obszarach torfowiskowych to doliny takich rzek jak: Nurca, Orlanki, Brzozówki, Sidry, Supraśli, w okolicach Michałowa, Suraża, Sokółki.
- mady natomiast powstają w dolinach wszystkich większych rzek a ich największe połacie spotykane są w dolinie: Bugu, Narwi, Biebrzy.
Gleby województwa podlaskiego zostały sklasyfikowane według klas bonitacyjnych i ich udział przedstawia się następująco:
klasa I - nie występuje,
II - 224 ha (poniżej 0,1 %),
III - 160 524 ha (6,5 %),
IV - 1 108 076 ha (45,2),
V - 729 294 ha (29,7 %),
VI - 455 002 ha (18,6 %).
W ujęciu na powiaty to najlepsze gleby maja powiaty: wysokomazowiecki (16,3 %), bielski (14,2 %) i zambrowski (13,5 %). Najmniej żyzne gleby występują w powiatach: kolneński (29,8 %), grajewski (29,4 %), augustowski (26,7 %), łomżyński (25,8 %) i sejneński (25,5 %).
Z wyżej wspomnianych form ochrony przyrody na terenie województwa utworzone zostały 4 parki narodowe dla ochrony najbardziej wartościowych fragmentów przyrody, są wśród nich:
Białowieski Park Narodowy powołany do życia 21.XI.1947 (Dz. U. Nr 74 poz. 469) decyzją Rady Ministrów. Park został również poszerzony w roku 1996 a dokładnie 16 lipca 1996 r. (Dz. U. Nr 93 poz. 424). Obecnie powierzchnia parku to 10 501,95 ha, w tej powierzchni rezerwatu ścisłego jest - 4 747,17 ha, sfery ochronnej - 276 ha, Park Pałacowy - 47,77 ha oraz Ośrodek Hodowli Żubrów z Rezerwatem Hodowlanym Żubrów i Rezerwatem Pokazowym Zwierząt. Ten park ma wyjątkową wartość dla całego świata i dlatego w 1977 roku UNESCO uznało go za Rezerwat Biosfery. Dwa lata później wpisano go na Listę Światowego Dziedzictwa. Od 14 lat razem ze swoją drugą połową po stronie białoruskiej tworzy pierwszy w Europie transgraniczny region ochrony przyrody Światowego Dziedzictwa.
Wigierski Park Narodowy powołany przez rząd decyzją z dnia 27.VI.1989 roku (Dz. U. Nr.25 poz.173) o powierzchni 15 085 ha.
Biebrzański Park Narodowy powołany Rozporządzeniem Rady Ministrów z dnia 9.IX.1993 r. (Dz. U. Nr 86 poz.398). jest to największy park narodowy w Polsce a jego powierzchnia wynosi 59 223 hektary. Park posiada otulinę o powierzchni 66 824 hektarów.
Narwiański Park Narodowy powołany Rozporządzeniem Rady Ministrów z dnia 1.VII.1996 roku (Dz. U. Nr 77, poz.368). Powierzchnia parku to 7350 ha, a powierzchnia otuliny - 15408 ha.
Klimat województwa podlaskiego jest najchłodniejszym na całym niżu polskim. Średnia roczna temperatura w województwie jest niższa od siedmiu stopni Celsjusza a w rejonie polskiego bieguna zimna czyli Suwałk jest niższa niż 6 stopni. Jeśli chodzi o temperatury stycznia i lipca to odpowiednio: styczeń to poniżej -4 stopni a temperatura średnia lipca to 17 - 18 stopni. Daje to amplitudę roczną temperatury na poziomie 22 - 23 stopni co jest jedna z najwyższych wartości w Polsce. W wyniku takich amplitud temperatury okres wegetacyjny należy do najkrótszych w Polsce poza rejonami górskimi. Wynosi on tylko 180 dni w niektórych częściach województwa.
W półroczu ciepłym dni o temperaturze powyżej 25 stopni jest średnio 25 do 30 a dni o temperaturze powyżej 30 stopni średnio 2 do 6.
W półroczu zimnym dni o temperaturze poniżej zera stopni jest od 50 do ponad 60 w zależności od rejonu a dni z temperaturą poniżej -10 stopni około 6. Okres zimy trwa między 100 a 120 dni a dni z przymrozkami jest około 140. temperatury poniżej zera pojawiają się już w okresie października do jego połowy a wiosenne występują jeszcze maksymalnie do 7 maja. Około 160 dni to okres w roku bez przymrozków.
Opady nie odbiegają od pozostałej części Polski i są silnie uzależnione od ukształtowania terenu. Wahają się w granicach 550 do 700 milimetrów. Przeciętnie opad występuje na terenie województwa przez 170 do 190 dni. Najmniej opadów występuje w miesiącu maj i kwiecień gdzie jest ich około dwóch tygodni. Największe opady występują w miesiącu listopadzie, grudniu i styczniu.
Śnieg spada w województwie podlaskim już pod koniec października lub na początku listopada. Pada on jeszcze do 26 kwietnia. Śnieg zalega na terenie województwa średnio do 96 dni.
W okresie czerwiec - sierpień nad obszarem województwa występuje najwięcej dni z burzami. Jest ich około 3 do 5 dni. Najwięcej jest ich w rejonie Białowieży. Mgła pojawia się na tym obszarze średnio przez 46 dni w roku a nasilenie występuje późną jesienią i na początku zimy.
Podobnie jak na większości terytorium Polski dominującym kierunkiem wiatru jest wiatr zachodni odznaczający się udziałem rzędu do 60% w niektórych rejonach województwa. Duży jest udział wiatrów wschodnich sięgający 26 do 34%.
Klimat województwa jest więc w znacznym stopniu odmienny od reszty niżu poprzez zaznaczanie się wpływu kontynentalnego ze wschodu. Wyraża on się długą zimą, najkrótszym okresem wegetacji, krótkim przedwiośniem oraz bardzo niską średnią temperaturą roczną. Wszystkie te cechy sprawiają, że jest on mało korzystny dla rolnictwa.