Территорию ЦАР занимает в основном возвышенность Азанде (600—900 м), сложенная древними кристаллическими породами. Над ней поднимаются отдельные более высокие останцовые гранитные массивы — Яде на западе и Фертит на востоке.
Массив Яде с вершиной Гау (1420 м) является продолжением камерунского массива Адамава; в массиве Фертит (или Бонгос) высшие точки также достигают почти 1400 м. На севере страны возвышенность Азанде постепенно понижается и переходит в заболоченную равнину южной окраины впадины Чад. Эту равнину дренируют многочисленные реки системы Шари, широкая долина которой заполнена толщей аллювиальных отложений.
Полезные ископаемые ЦАР мало изучены. Основным минеральным богатством страны являются алмазы, которые впервые были найдены в 1913 г. Эксплуатация месторождений началась лишь в 1930 г., сначала в районе Бриа, а затем на юго-западе в районах Нола, Берберати, Мбаики. Приблизительно в это же время началась добыча золота вблизи Ака, но через 20 лет месторождение истощилось. В 1959 г. были обнаружены урановые руды в Бакума, но их разработка еще не началась.
На северо-востоке, в районе Вадда, открыто месторождение меди; в Богоене, возле Дамара, — месторождение железа с 63 % -ным содержанием металла в руде (запасы оцениваются в 0,7 млн. т); известны также незначительные месторождения никеля, магния, кобальта.
Климат страны экваториально-муссонный, жаркий. В пределах страны различают три климатические зоны: сахельско-суданскую с продолжительным сухим сезоном — на северо-западе, судано-гвинейскую с четко выраженными дождливыми и сухими сезонами — в центральной части страны и влажную и жаркую зону так называемого убангийского климата — на юге. На климатические условия оказывает значительное влияние харматтан; летом на территорию ЦАИ вторгаются влажные муссонные ветры с Атлантики. Средняя температура самого теплого месяца (июля) в Банги 31°, самого холодного (января) — 21°.
Годовое количество осадков колеблется от 1000—1200 мм на севере до 1500—16.00 мм на юге. Чем ближе к югу, тем короче сухой зимний сезон, длящийся в южных районах всего три месяца (декабрь—февраль).