O estado faz fronteira ao norte, com o Amazonas e Pará; a nordeste, com o Tocantins; a leste e sudeste, com Goiás; ao sul, com o Mato Grosso do Sul; a noroeste, com Rondônia. E ao oeste, o estado faz divisa com a Bolívia, ficando assim impossível de contato direto com o mar.
Uma das cidades mais quentes do Brasil, constantemente registra temperaturas recordes, a região já chegou a ocupar várias vezes no Brasil e até no mundo, como a capital mais quente do planeta. O calor em Cuiabá é resultado de uma série de fatores meteorológicos, como altas pressões atmosféricas que impedem a formação de nuvens e chuvas.