4島を日本国の領土とみなす場合、日本国を構成する島々のうち本州、北海道、九州、四国の次に大きい島が択捉島であり、択捉島は日本最大の離島となる。その次に大きい島が国後島、さらに次がようやく沖縄本島となる[15]。
距離
日本から

日本の北海道本島から4島で最も近い歯舞群島のうち、最も本島側にある貝殻島は、北海道根室市の東端である根室半島の納沙布岬から沖合わずか3.7キロメートル（km）地点に位置する。歯舞群島のうち最大の志発島は納沙布岬から25.5kmである。

また色丹島は納沙布岬から73.3 km、択捉島は144.5 kmの距離である[13]。

さらに4島で2番目に大きい国後島は北海道の野付半島からわずか16.0 km地点に位置する[13]。標津町にある北方領土館からは天候の良い日には国後島を眺めることができる[16]。
ロシアから

ロシアのウルップ（得撫）島から4島で最も近い択捉島は、ウルップ島の西端から沖合に約40 km地点に位置する。ウルップ島から最も遠い歯舞群島の貝殻島までは約370 kmの距離である。
気候

4島の気候は周囲の海流によって季節ごとに大きく影響される[17]。
気温

4島は海洋気象の影響を受けて寒暑の差が小さく、冬でも寒さはそう厳しくない。冬の平均気温は零下5℃か6℃程度で、根室市周辺とほぼ等しい[17]。

一方、夏は冷涼である。月平均気温が10℃以上になるのは6月から10月までであり、最も高い8月でさえ平均16℃程度にとどまる。これは海霧のために日照時間が少なく、さらに海から冷たい風が吹いてくるためである[17]。

また、4島で最も北東にある択捉島の紗那測候所での観測記録（1930年?1932年）では、年平均気温は3℃から5℃であり、月平均の日間最低気温が零下5℃以下の月は12月から3月までの4か月間、月平均の日間最高気温が10℃以上の月は6月から10月までの5か月間であった[17]。
風雪

4島では年間を通じて風が多い。特に冬には雪を伴う風が何日間も続くことがあり、1か月のうち暴風の日が20日ほどもある。しかし積雪量はそれほど多くなく、平均0.5 m程度である[17]。

降雪期は11月から5月上旬までで、流氷は2月と3月に多くなる。4島の北西側のオホーツク海側では1月から3月に海岸が結氷するが、南東側の太平洋側の海岸は結氷しない[17]。

降雨量は年間1,200mm前後である[17]。
千島列島との比較

4島の間での気候の差は小さいが、択捉島より北東にある千島列島の得撫島から先の島々は気候がやや厳しくなる[17]。

4島を千島列島（クリル列島）の一部とみなす場合、4島は列島内では最も暖かい夏を持ち、植生に富み、居住や農業に適している。これは周囲に暖流が流れることによる。気候はウシの飼育にも適するが、夏に雨や曇りが多いために島内で飼料を調達することは難しい[18]。「千島列島#地理」も参照
植生

日本政府によれば、「4島の動植物の分布は北海道本島のそれと全く同じであり、4島より北の島々のそれとは異なる」という[17]。

この境界線（択捉島と得撫島との境界）は「宮部ライン」と呼称される。この線より南側は「東亜温帯地方」として日本の中北部植物帯の北限となっており、この線より北側は亜寒帯である「カムチャツカ南西地方（アリューシャン列島を含む）」に属すると、1930年代初期に日本の研究者が主張した[17]。

たとえば森林相について、「宮部ライン以南は喬木林、特に針葉喬木林が発達して北海道に類似しており、とくに国後島の林相が北海道に酷似している。これに対して宮部ライン以北は灌木林形をなすなど、両者の間には顕著な相違がある」と日本政府は述べている[17]。

北海道本島でみられるエゾマツやトドマツは4島で最北の択捉島にまで分布しているが、得撫島より北の島々ではみられないという[17]。「千島列島#植生」も参照
動物

日本政府によれば、「動物の分布も4島のうちの国後島のそれは北海道本島と一致しており、択捉島でもおおむね北海道と等しい」という。4島には北海道本島でも多くみられるキタキツネやヒグマ、クロテン、エゾライチョウ、クマゲラなどの哺乳類や鳥類が生息する[17]。

ほか、4島はカムチャツカ半島で繁殖した渡り鳥の通り道にあたるため、エトピリカやオジロワシや、ウトウなどの珍しい鳥もみられる。