宮城県は、北側で岩手県と、南側で福島県と、西側で山形県と、北西で秋田県と接している[1]。東京都からは北へおおよそ300キロメートルの位置に当たる[11]。宮城県の総面積は約7282平方キロメートルで、これは日本の都道府県の中では16番目の広さである[1]。うち、可住地面積は約43パーセントである。

主に山形県との県境になっている宮城県西部には奥羽山脈が南北に連なっている。主な山々として県北西部に標高1627メートルの栗駒山、中西部に標高1500メートルの船形山、南西部に蔵王連峰があり、蔵王連峰の山々のうち標高1825メートルの屏風岳が宮城県の最高峰である。また、奥羽山脈の東側には丘陵地が点在する[1]。宮城県の南北には奥羽山脈のような際立つ高山帯はないが、県南部には阿武隈高地が迫り、北東部には北上高地が延びている[2]。

一方、県の東側は太平洋に面している。県の北東部は、岩手県や青森県に及ぶ三陸海岸の南部に当たり、北上高地が海に落ち込んでリアス式海岸を形成する[1]。三陸海岸は牡鹿半島として太平洋に突き出し、その周辺には金華山や網地島、出島、江島などの島々が浮かぶ[2]。牡鹿半島付近から南は仙台湾によって大きくえぐられている[8]。仙台湾沿いの大部分は平坦な砂浜海岸だが、松島付近はリアス式海岸で、多島海が広がる特色のある地形である[12]。

宮城県の平野は特に南東部と北部で発達し、仙台平野と呼ばれている。ここを多数の河川が太平洋を目指して流れている。県の北部を流れる北上川は岩手県から続く川で、迫川や江合川を集める。北上川は分流されていて、追波湾と石巻に注いでいる。県南部には福島県を水源とする阿武隈川が流れ、白石川を合わせて太平洋に落ちる。これらの他に、宮城県で太平洋に注ぐ河川としては、鳴瀬川や七北田川、名取川などがある[2]。県北部には伊豆沼や内沼、化女沼、蕪栗沼などの湖沼や湿地があり、これらは国際的に重要な湿地としてラムサール条約に登録されている[13]。また、海とつながる湖沼として牡鹿半島の基部に万石浦、阿武隈川河口に鳥の海がある。

山

奥羽山脈系：栗駒山、船形山、蔵王連峰など。

北上高地系：翁倉山など

阿武隈高地系：手倉山など


丘陵

陸前丘陵：幅10 - 30キロメートルで南北方向に延びるなだらかな丘陵地。阿武隈高地の延長。南部では仙台平野（仙南平野）と西部盆地群とに分ける青葉山丘陵などがあるが、北部の仙北平野では孤立した丘陵地も多い。

松島丘陵：東西方向に延びる。仙台平野を仙北・仙南の2つの平野に分けるのみならず、様々な境界となっている。

愛島丘陵：東西方向に延びる。東北地方最大の前方後円墳である雷神山古墳がある。


角田丘陵（亘理丘陵、亘理地塁山地）：南北方向に延びる。阿武隈高地の延長。宮城県内の浜通り部と角田盆地を分ける


川

北上川、鳴瀬川、七北田川、名取川、阿武隈川、迫川、夏川


平野

仙台平野（仙北平野と仙南平野に分ける事もある）


盆地（括弧内は盆地を造り出した支流の名前）

八幡川沿い：入谷盆地

北上川沿い：鬼首盆地（江合川）、鳴子盆地（江合川）、中山平盆地（大谷川）

名取川沿い：愛子盆地（広瀬川）、川崎盆地（碁石川）

阿武隈川沿い

本流沿い：槻木盆地、角田盆地（伊具盆地）

白石川沿い：船岡盆地、大河原盆地、白石盆地

白石川の支流沿い：村田盆地（荒川）、円田盆地（松川）



半島

牡鹿半島、唐桑半島、七ヶ浜半島、雄勝半島


離島

気仙沼大島（東北地方最大の離島）、金華山、田代島、網地島、宮戸島、浦戸諸島（桂島、野々島、寒風沢島、朴島）、出島、江島


重心

面積重心：黒川郡大和町落合松坂 北緯38度26分55秒 東経140度55分29秒 / 北緯38.44861度 東経140.92472度 / 38.44861; 140.92472[14]

人口重心：宮城郡利府町青山 北緯38度20分50秒 東経140度58分45秒 / 北緯38.34722度 東経140.97917度 / 38.34722; 140.97917[15]