Її терени, як і український прапор, розділені природою навпіл. Північну частину області займає вкрита сосново-березовими лісами деінде заболочена положисто-хвиляста Поліська низовина, з якою найчастіше асоціюється природниче обличчя краю. Трохи пожвавлює краєвид у цій місцині Словечансько-Овруцький кряж, що підіймається над низовиною у північній частині регіону.
Південь області розташований у межах підвищеної Придніпровської височини, де давні кристалічні породи Українського щита виходять на поверхню. Надзвичайно мальовничі долини річок Случі, Тетерева, Ужа, прорізуючи давні граніти і гнейси, створюють невимовної краси ландшафти Житомирщини, які вражають навіть на тлі природного розмаїття України. Клімат області континентальний, із м’якою зимою і теплим вологим літом, на яке припадає більша частина опадів.