Carte du Svalbard.  Source : The World Factbook.	Le Svalbard depuis l'espace. Source : Nasa.

L'île principale, Spitsbergen, couvre près de 60 % de la superficie totale du Svalbard. D'autres îles importantes sont Nordaustlandet, Edgeøya, Barentsøya, et Kvitøya. 

La majeure partie de la surface est dominée par des montagnes escarpées, des fjords profonds et des glaciers massifs. Près de 60 % de la surface terrestre est recouverte par des calottes glaciaires, en particulier dans le nord et l'est de l'archipel. Les zones non englacées se trouvent surtout dans les vallées intérieures et le long des côtes sud-ouest.

Sur les côtes, on remarque aussi la présence de roches volcaniques qui revêtent, par endroits, les aspects les plus pittoresques. Elles se montrent généralement sur les escarpements des falaises, sous forme de coupes et en nappes, et se divisent en prismes irréguliers offrant de loin une certaine ressemblance avec les colonnades basaltiques. La plupart des roches sont cachées par la neige durant la majeure partie de l'année. Dans les grandes vallées, les glaciers descendent presque jusqu'à la mer; quelques-uns s'avancent même en dehors des rivages. 
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Paysage du Svalbard.

Le relief est principalement composé de chaînes de montagnes orientées du sud-ouest au nord-est, avec des sommets souvent abrupts, culminant à plus de 1700 mètres d'altitude, comme le Newtontoppen (1713 m), le plus haut point de l'archipel. Les paysages sont marqués par une érosion glaciaire intense, générant des vallées en U, des moraines et des cirques.

Le climat est polaire, mais adouci par la dérive nord-atlantique (extension du Gulf Stream), particulièrement sur la côte ouest de Spitsbergen, ce qui permet des températures légèrement moins extrêmes et des eaux en partie libres de glace même en hiver. La moyenne de l'année est de l'ordre de -9°C; la moyenne de janvier, environ -19°C; de juillet, +3,5°C. L'état de la température varie assez sensiblement, suivant les latitudes, et la pointe méridionale du Spitzberg jouit d'une différence de 3° à 4°C par rapport au bord septentrional de l'archipel. Les précipitations sont généralement faibles, mais l'humidité atmosphérique et la couverture nuageuse sont fréquentes.

Le pergélisol est omniprésent, avec une couche active qui dégèle partiellement en été, permettant à une toundra arctique clairsemée de se développer. La végétation est limitée, pour la flore arborescente, à quelques saules nains. Les plantes florifères semblent pourtant assez variées; on en a compté plus de 120 espèces. Parmi les fleurs les plus répandues, on signale diverses variétés des Draba, la clochette, différentes espèces de saxifrages. La faune , relativement plus abondante, comprend plusieurs espèces de mammifères, communes aux régions polaires : l'ours blanc, le renard arctique, le renne, le campagnol, des colonies d'oiseaux marins, ainsi que divers cétacés, le morse, dont la chasse a longtemps constitué l'une des principales industries de Hammerfest et de Tromsö (Norvège). On a constaté en outre la présence de 28 espèces d'oiseaux et de 23 espèces d'insectes : la perdrix de neige, qui forme, à cause de certaines particularités, une espèce à part, l'eider, les guillemots, le pétrel gris blanc, les mouettes. 

Certaines parties de l'archipel, notamment le Sud-Ouest de Spitsbergen renferment les traces d'anciennes végétations sous forme de fossiles : peupliers, aunes, noisetiers, platanes, ce qui prouve qu'à une certaine époque le climat du Spitzberg était à peu près le même que celui de la Scandinavie vers le 60° degré de latitude Nord. Quelques-unes des couches calcaires renferment de beaux marbres. On connaît également l'existence, à quelques milliers de mètres du rivage, d'importants gisements de houille qui ont été exploité à partir du début du XX^e siècle. A l'époque on estimait à 8 milliards de tonnes les réserves de charbon. Le principal gisement s'étalait sur 6000 kilomètres carrés.