Contrairement à certaines îles voisines, Sumbawa se distingue par un relief fortement marqué par le volcanisme, dominé par le célèbre mont Tambora. Avant son éruption cataclysmique de 1815, qui fit 42.000 victimes, ce stratovolcan culminait à environ 4300 mètres d'altitude, mais il s'élève aujourd'hui à environ 2722 à 2851 mètres, laissant derrière lui une immense caldeira de 6 kilomètres de diamètre et de plus de 1000 mètres de profondeur. Outre le Tambora, le paysage de l'île est composé de chaînes de collines volcaniques, de plateaux calcaires et de plaines côtières relativement étroites, en particulier sur la façade sud.

Le climat de Sumbawa est de type tropical de savane, caractérisé par une alternance très nette entre une saison sèche prolongée, qui s'étend généralement de mai à octobre, et une saison des pluies plus courte, de novembre à avril. Cette saisonnalité prononcée influence directement l'hydrographie de l'île, où la plupart des cours d'eau sont de faible débit et ont tendance à s'assécher complètement pendant les mois les plus arides, rendant l'accès à l'eau parfois difficile dans les zones rurales intérieures. Quelques plans d'eau permanents subsistent, comme le lac Moyo (Danau Moyo), qui constitue une réserve hydrique et écologique importante au nord-ouest de l'île.

Sur le plan écologique, Sumbawa appartient à la zone de transition biogéographique de la Wallacea, offrant un mélange unique d'espèces faunistiques et floristiques d'origines asiatique et australasienne. Les écosystèmes naturels comprennent des forêts tropicales sèches à feuilles caduques, des savanes herbeuses et des mangroves le long des côtes. La déforestation liée à l'expansion agricole et à l'exploitation du bois a cependant fragmenté ces habitats au fil des décennies. Pour préserver cette biodiversité, une partie significative du territoire est protégée, notamment à travers le parc national du mont Tambora, qui abrite des espèces comme le cerf de Timor, le sanglier et diverses espèces d'oiseaux. Au large de la côte nord, l'île de Moyo (Pulau Moyo) constitue également une réserve naturelle réputée pour ses forêts primaires préservées et sa faune sauvage, incluant des populations de macaques et de cervidés.

D'un point de vue administratif, le territoire de l'île est découpé en plusieurs entités distinctes au sein de la province de Nusa Tenggara occidental. Il est principalement divisé en quatre régences (kabupaten) : la régence de Sumbawa (dont le chef-lieu est Sumbawa Besar), la régence de Sumbawa occidental (Sumbawa Barat, avec pour capitale Taliwang), la régence de Dompu, et la régence de Bima. À ces régences s'ajoute la ville de Bima (Kota Bima), qui possède un statut administratif autonome et constitue le principal pôle urbain et économique de l'extrémité orientale de l'île. Elle est connue pour son port actif et son héritage culturel lié à l'ancien sultanat de Bima