Le département de l’Essonne est situé dans la région Île-de-France, il est en totalité intégré à l’agglomération parisienne et géologiquement implanté dans le bassin parisien.

Quatre régions naturelles occupent le territoire, délimitées par les cours d’eau.

Sur les deux tiers nord-ouest du département, à l’ouest de la rivière l’Essonne et au nord de la Louette se trouve le Hurepoix, au sud-ouest, délimité par la Louette et l’Essonne s’étendent les larges plaines de la Beauce, à l’extrême sud-est, approximativement dans la vallée de l’École se trouve le Gâtinais français et au nord-est, sur la rive droite de la Seine commence le plateau de la Brie.

 Ce territoire fertile est aujourd’hui encore fortement disparate, avec une urbanisation relativement dense au centre-nord dans la pénéplaine de l’Orge, la Seine et l’Essonne, la présence conjointe de bourgs, de culture maraîchère et d’espaces boisés protégés dans les vallées, de vastes espaces de grande culture céréalières sur les plateaux de l’ouest et du sud où se trouvent des villages ruraux.

 En 2003, ce sont ainsi près de 78 % du territoire qui étaient encore considérés comme ruraux.

 Plusieurs cours d’eau arrosent le département, le fleuve la Seine forme une boucle de l’est au nord, complétée par ses affluents l’Yerres sur la rive droite, sur la rive gauche du sud au nord, l’École, l’Essonne, l’Orge et la Bièvre et les sous-affluents le Réveillon qui se jette dans l’Yerres, la Juine, grossie par la Louette et la Chalouette, qui se jettent dans l’Essonne, la Renarde, la Rémarde, alimentée par la Prédecelle, la Sallemouille et l’Yvette, alimentée par la Mérantaise, le Vaularon et le Rouillon se jettent toutes dans l’Orge.

 Ces rivières et ruisseaux ont creusé le sous-sol sédimentaire du territoire, caractéristique du bassin parisien et composé principalement de sable, de marne et de calcaire, par endroit complété par de l’argile, du gypse et de la craie ou compacté pour former de la meulière.

 Le terrain s’étage ainsi en un vaste plateau sur la moitié ouest, descendant en pente douce vers la pénéplaine de la Seine au nord-est et entrecoupé de vallées plus ou moins encaissées.

 Le point culminant du département est ainsi situé à cent soixante-dix-huit mètres à Pecqueuse tandis que le point le plus bas, en bord de Seine est positionné à trente-et-un mètres à Vigneux-sur-Seine.

 Le point le plus bas est d’ailleurs situé à la frontière avec le département limitrophe nord et nord-est du Val-de-Marne, tandis que le plateau ouest s’étend des Hauts-de-Seine au nord-ouest à l’Eure-et-Loir au sud-ouest en passant par les Yvelines à l’ouest.

 Au Sud, la Beauce occupe une large part du Loiret, complétée par le Gâtinais qui s’étend aussi au Sud-Est en Seine-et-Marne.

 À l’Est, la Brie constitue le paysage typique de cette même Seine-et-Marne.

Aujourd’hui, les communes extrême-cardinales sont Bièvres au Nord, Varennes-Jarcy à l’Est, Angerville au Sud et Chatignonville à l’Ouest.

 Le centre géographique du département est situé dans la commune de Lardy en lisière du bois des Célestins (48°31'30?N 02°15'00?E / 48.525, 2.25).

 Outre la préfecture Évry et les chefs-lieux Corbeil-Essonnes, Étampes et Palaiseau, plusieurs cités apparaissent comme caractéristiques du département par leurs importance historique, culturelle, économique et administrative, soit Arpajon, Dourdan, La Ferté-Alais, Milly-la-Forêt et Montlhéry