Симбирская губерния, пространством в 43.491 кв. версты, расположена по правому берегу Волги и по обоим берегам р. Суры. С. г. находится в средней части Приволжской возвышенности, имеющей общий скат к северу, куда текут две главных водных артерии губернии Сура и Свияга. Течение же Волги совершенно не имеет ничего общего с общим скатом местности и направлено на юг и юго-восток. С. г. можно разделить на следующие обособленные участки: левобережье Суры — присурская степная полоса, перерезанная оврагами и мелкими речками, текущими на восток (Пьяна, Алатырь) и северо-восток; исключение составляют верховья Пьяны, так как эта последняя течет на запад и, только описав громадную дугу в Нижегородской губ., своим нижним течением входит опять в С. г. Наивысшие точки, расположенные у истоков Пьяны, достигают 100—120 саж. Следующая меридиональная полоса, Лесное Засурье, расположена между Сурой и Свиягой, — это высокое сильно рассеченное плато; здесь текут речки, впадающие, с одной стороны, в Суру, с другой — в Свиягу, при чем последние, несколько длиннее, текут на восток, тогда как притоки Суры текут на север и очень с нею сближены. Высоты здесь достигают 180—200 с. над уровнем моря. На юге эта полоса примыкает к истокам Суры и Сызрани и представляет местность с очень резко выраженным рельефом, придающим ей характер почти горной.
Третий участок — водораздел Волги и Свияги, наиболее оригинальный по своей структуре, так как Свияга на протяжении всего своего течения течет параллельно Волге, но в обратном ей направлении на расстоянии в среднем 30 верст одна от другой; только у Симбирска обе реки сближаются до 3 верст при разнице в уровнях до 30 сажен. Таким образом мы имеем длинную узкую полосу, сильно пересеченную и круто обрывающуюся к Волге; в сенгилейском уезде здесь имеются высоты до 180 сажен, севернее же водораздел заметно понижается. Совершенно особняком стоит Самарская лука, громадный изгиб Волги между с. Новодевичьим и городом Сызранью, длиною до 100 вер. и шириной до 50—60 вер.; весь этот полуостров заполнен Жегулевскими горами, обрывающимися на севере в Волгу, с высоты 110 саженей над ее уровнем, и полого спускающимися на юг; горы рассечены громадными ущельями и буераками на ряд высоких гребней и бугров и составляют сплошную стену, отклонившую далеко на восток течение Волги. К западу Жегули сходят постепенно на-нет к долине Сызрани, a на востоке они перебрасываются через Волгу, у „Самарских ворот“, в соседнюю Самарскую губ.
Геологическое строение С. г. очень разнообразно; здесь нужно также отделить всю площадь губернии от Самарской луки с ее Жегулями, имеющими совершенно особенное строение и происхождение.
На севере губернии по границе с Казанской губ. выступает пермская пестроцветная толща мергелей, песчаников и глин, a в курмышском уезде у с. Анастасова из-под них выступают и известняки с фауной русского цехштейна. К югу эти образования прикрываются мощной массой юрских глин и уходят под уровень Волги. Юрские слои занимают весь север губернии по обоим берегам Суры и по Волге севернее Симбирска, где находятся классические разрезы, богатые ископаемыми превосходной сохранности. Юрское море сменилось нижнемеловым, и осадки этого последнего, особенно неокомские, слагают берега Волги у Симбирска, известны также в курмышском и алатырском уездах. Сеномана и турона нет в С. г. и на нижнемеловых глинах располагаются мощные массы сенонского белого мела, занимающего всю среднюю часть губернии и тянущегося далее на юг по долинам рек Суры, Барыша, Свияги. На водоразделах мел прикрыт третичными песчаниками; главное поле развития их приходится на смежные с Саратовской губ. местности. Таким образом по мере продвижения к югу появляются все более и более молодые образования. Но внезапно у Самарской луки третичные и верхнемеловые породы сменяются мощной массой каменноугольных и пермских известняков, кое-где прикрытых островками юрских глин; эти известняки и слагают массив Жегулей. Появление этих пород объясняется грандиозным сбросом, т.-е. образованием под влиянием крупных перестроек земной коры трещины, вдоль которой слои, расположенные севернее ее, опустились, a южнее — поднялись, и таким образом появились слои такого древнего возраста среди пород гораздо более молодых. В связи с сбросовой трещиной здесь поднялись из глубин нефтяные источники, местами пропитавшие известняки и давшие асфальт и гудрон. Эти вещества теперь разрабатываются недалеко от Сызрани, a нефть пока ждет детальных изысканий. Из других полезных ископаемых можно отметить белый мел, фосфориты, залегающие на границе юрских и меловых пород, известняк, идущий на пережигание извести, для замощения улиц, серный колчедан юрских и меловых глин, идущий на приготовление серной кислоты; третичные песчаники идут на жернова и для строительных целей. С. г. по своему почвенному покрову относится к числу черноземных губерний: почти вся губерния покрыта этими плодородными почвами различного процентного содержания перегноя; наиболее тучный чернозем имеется в системе Свияги к западу от Симбирска, к югу он переходит в супесчаный, a к северу в обыкновенный. Среди чернозема, там, где подпочвой служить мел, опоки и т. п. твердые породы, чернозем обогащается большим количеством щебневого материала — образуются грубые скелетные почвы, которые особенно развиты в корсунском уезде. Севернее, вдоль правого берега Суры, тянутся песчаные почвы на боровых песках, a выше расположен покров лесных суглинков и деградированного чернозема, в связи с существованием здесь больших лесных массивов, изменяющих черноземную почву и переводящих черный гумозный слой в серый.
С. г. по своему растительному покрову является губерниею лесостепной, т. е. такой местностью, где сплошных лесов нет, преобладают отдельные лесные участки и рощи, разделенные обширными пространствами полей, так что леса занимают около 30% всей площади губернии, при чем сплошное распространение леса наблюдается по правому берегу Суры — „Лесное Засурье“, по берегам Волги, в особенности в Жегулях, сплошь покрытых лесом, в верховьях Свияги, по Суре и Алатырю.
Леса сурские и алатырские почти целиком сосновые боры, встречающиеся и на юге губернии; сосна составляет значительную примесь в лесах Жегулей, остальные же леса чисто лиственные — дуб, клен, осина, ясень, очень редко береза составляют лесную формацию губернии. Сосна имеет в С. г. свою южную границу сплошного распространения, которая сильно уклоняется здесь к югу; по северной же части губернии проходит и южная граница ели. Кроме лесов, значительную роль во флоре С. г. играют луга с их кислыми злаками и степь, остатки которой кое-где сохранились, пощаженные человеком, по опушкам лесовым, по межникам и др. нетронутых местах.
Климат С. г. умеренный, находится под влиянием атлантических антициклонов и циклонов; барометрическое давление наиболее высокое бывает зимою (до 770 mm.), a в июле самое низкое (758—757 mm.), преобладающие ветры — югозападные; средняя годовая температура +4°; самая низкая средняя (январь) −13,2, самая высокая (июль) +21°. Волга замерзает в пределах С. г. от 1 до 8 декабря, a вскрывается 20—17 апреля.
С. г. имеет значительную относительную влажность и тем отличается от губерний, расположенных южнее; наибольшая облачность бывает в ноябре; вообще, число пасмурных дней больше ясных; наибольшее количество осадков приходится на летние месяцы; зимою вся губерния равномерно увлажняется (50—75 mm.), летом же наибольшее количество осадков выпадает в северо-западном углу губернии (200—300 mm.), далее же на юг количество их постепенно уменьшается и доходит у Сызрани до 100—150 mm. Снеговой покров держится от 140 до 160 дней в году, грозовая деятельность весьма значительна, на год приходится более 20 гроз, максимум их приход. на июнь.