Рельеф и геологическое строение. Расположено в западной части докембрийской Австралийской платформы, архейско-протерозойский фундамент которой выходит на поверхность на западе, севере и востоке плоскогорья, на остальной территории скрыт под осадочным чехлом вендско-палеозойского возраста. Господствующие типы рельефа - цокольные равнины высотой 400-600 м с толщами древних кор выветривания; пластовые равнины в области распространения осадочного чехла. На севере - глыбовый массив Кимберли, базальтовое плато Антрим и песчаниковое плато Арнем-Ленд. На западе и юго-западе поднимаются глыбовые горы Хамерсли, Стерлинг и Дарлинг, на востоке - Мак-Доннелл (высота до 1524 м, гора Либиг - высшая точка Западно-Австралийского плоскогорья) и Масгрейв. Областям новейшего прогибания соответствуют молодые высокие и низкие пластовые и аккумулятивные равнины (например, Налларбор на юге). Месторождения железистых кварцитов, золота, никель-кобальтовых, колчеданно-полиметаллических, урановых руд, алмазов, бокситов, нефти и природного горючего газа, углей.

Климат, внутренние воды. Климат на севере субэкваториальный, с сухой зимой и влажным летом (среднегодовая температура воздуха 26-28 °С, осадков до 1000 мм в год), в центральной части - тропический пустынный и полупустынный (24-28 °С, 250-300 мм), на юго-западе - субтропический с влажной зимой (12-22 °С, 500-1500 мм), на юге - субтропический полупустынный (14-24 °С, 300-500 мм). На севере осадки преобладают летом, на юге - зимой. Основная территория - бессточная область с множеством пересыхающих рек и солёных озёр. На западе протекают реки Фортескью, Ашбертон, Гаскойн (впадают в Индийский океан), на северо-западе - Фицрой, Орд, Виктория (впадают в Тиморское море). На реке Орд расположено крупнейшее водохранилище Австралии - Орд-Аргайл (около 800 км2).

Почвы, растительный и животный мир. На большей частью территории преобладают ландшафты пустынь и полупустынь - Большая Песчаная пустыня, Большая пустыня Виктория, Гибсона пустыня. На севере распространены сезонно-влажные леса и редколесья на красных ферраллитных почвах, на древних латеритных корах - эвкалиптовые саванны, переходящие в опустыненные саванны. На юго-западе сухие склерофильные эвкалиптовые леса «яррах» на красновато-коричневых почвах. С уменьшением увлажнения они сменяются эвкалиптовыми редколесьями и кустарниками на коричневых и серо-коричневых почвах, а затем субтропический полупустынями на примитивных, часто засолённых, почвах. Характерна высокая степень эндемизма флоры (до 82%) и фауны. Аборигенная фауна представлена сумчатыми (кенгуру, валлаби, поссум, нумбат, квокка, сумчатая куница и др.), рептилиями (чешуеног, молох, плащеносная ящерица и др.), большим количеством птиц (чёрный лебедь, амадины, австралийские славки, медососы, разнообразные попугаи, в том числе траурный какаду, корелла, королевский попугай, розелла). Широко распространены одичавшие интродуцированные виды, насчитывающие сотни тысяч и миллионы особей: кролик, европейская рыжая лисица, одногорбый верблюд, ослы, лошади, козы, свиньи.

На юго-западе распространены пахотно-пастбищные ландшафты, возделываются зерновые, развито овцеводство, в более засушливых областях - мясное скотоводство на естественных пастбищах. Пустынные ландшафты не используются. В список Всемирного наследия включены национальные парки Шарк-Бей (22 тысяч км2), Какаду (19,8 тысяч км2), Парнулулу (2,4 тысяч км2), Улуру-Ката-Тьюта (1,3 тысяч км2).