ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ เป็นที่ราบใหญ่ตอนใจกลางของแหลมทอง หรืออินโดแปซิฟิค อยู่ระหว่างเส้นแวง ๑๐๑ องศา กับ ๑๐๕ องศาตะวันออก และเส้นรุ้ง ๑๔ องศา กับ ๑๘ องศา ๓๐ ลิบดาเหนือ มีทิวเขาเป็นกรอบล้อมรอบพื้นที่อยู่เกือบทุกด้าน จึงมีสภาพเป็นที่ราบสูง พื้นที่แยกออกจากภาคกลาง และภาคตะวันออกโดยมีทิวเขา และป่าใหญ่กั้นไว้ มีลำน้ำโขงกั้นอยู่ทางเหนือและทางตะวันออก และเป็นเส้นเขตแดนระหว่างไทยกับลาว
            ในทางประวัติศาสตร์ ในสมัยโบราณภาคนี้เคยเป็นอาณาจักรขอมก่อนที่จะตกมาเป็นของไทย ดังนั้นในปัจจุบันจึงมีชนชาวเขมร และส่วยปะปนอยู่กับชนชาติไทยทางตอนใต้ของภาค  ส่วนทางตอนเหนือและตะวันออก มีชนชาวเวียตนามเข้ามาปะปนอยู่บ้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังสงครามมหาเอเซียบูรพา ได้มีชาวเวียตนามอพยพเข้ามาอยู่อีกเป็นจำนวนมาก นอกจากนั้นยังมีชนชาติอยู่ทั่วไปทั้งที่เป็นจีนแท้ และลูกผสม
            โดยเหตุที่มีพื้นที่เป็นที่ราบสูง มีอากาศร้อนจัด และหนาวจัด พื้นดินไม่เก็บน้ำจึงมีสภาพแห้งแล้ง พื้นที่อันกว้างขวางจึงเป็นป่าดงและทุ่งหญ้า อย่างไรก็ตามในระยะต่อมาเมื่อได้มีโครงการชลประทานเพิ่มมากขึ้น ทำให้ภาคนี้กลับกลายเป็นอู่ข้าวอู่น้ำแหล่งที่สองรองจากภาคกลาง
            ในด้านภูมิรัฐศาสตร์ ภาคตะวันออกเฉียงเหนืออยู่ในวงกระหนาบของประเทศลาวและเขมร การติดต่อกับประเทศลาวทำได้สดวกตลอดแนวชายแดน เพราะมีเพียงลำน้ำโขงกั้นอยู่ และประชาชนเป็นชนเผ่าเดียวกันกับไทย ส่วนทางเขมรนั้น ทิวเขาพนมดงรักกั้นอยู่อย่างค่อนข้างสมบูรณ์  การติดต่อถูกจำกัดอยู่ตามช่องทางต่าง ๆ ผ่านเขาที่สูงชัน และเป็นแนวยาวตลอด
            ภาคตะวันออกเฉียงเหนือมีพื้นที่ประมาณ ๑๕๕,๔๐๐ ตารางกิโลเมตร หรือประมาณหนึ่งในสามของพื้นที่ประเทศไทย และมีประชากรอยู่ประมาณหนึ่งในสามของประชากรทั้งประเทศ
สภาพทางธรณีวิทยา
            ที่ราบสูงภาคตะวันออกเฉียงเหนือ มีลักษณะคล้ายปากปล่องภูเขาไฟขนาดใหญ่ โดยมีทิวเขาเลยอยู่ทางด้านทิศตะวันตกเฉียงเหนือ ทิวเขาเพชรบูรณ์ ทิวเขาดงพระยาเย็น และทิวเขาสันกำแพงอยู่ทางด้านทิศตะวันตก ทิวเขาพนมดงรักอยู่ทางด้านทิศใต้ มีภูเก้าและภูพานอยู่ทางด้านทิศเหนือ และเชื่อมต่อกับทิวเขาเลยมามาพบทิวเขาพนมดงรัก พื้นที่โดยทั่วไปสูงเหนือระดับน้ำทะเล ประมาณ ๑๔๐ - ๒๐๐ เมตร พื้นที่ส่วนใหญ่ลาดเอียงไปทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ ประมาณ ๕๐ เมตร ลักษณะพื้นที่เป็นลูกคลื่นน้อย ๆ เนื้อดินเป็นดินปนทราย และเกือบไม่มีดินตะกอนอยู่เลย
    ภูเขา

            มีทิวเขาไม่มากนัก และมีขนาดไม่ใหญ่นัก ส่วนใหญ่จะอยู่ตามริมขอบของภาค มีอยู่ตอนกลางของพื้นที่อยู่บ้างเพียงเล็กน้อย พอจะแบ่งทิวเขาในภาคนี้ออกได้เป็น ๔ ทิวเขาด้วยกันคือ ทิวเขาเลย ทิวเขาภูเก้า ทิวเขาภูพาน และทิวเขาพนมดงรัก
            ทิวเขาเลย  เป็นทิวเขาหินแกรนิต อยู่ในแถบตะวันตกเฉียงเหนือของภาค ในเขตจังหวัดเลยกับจังหวัดอุดร ทิวเขานี้เป็นแขนงของทิวเขาเพชรบูรณ์ ซึ่งแยกออกไปบนพื้นที่ราบสูงทางด้านตะวันออก มีทิศทางจากด้านเหนือ บริเวณฝั่งลำน้ำโขงทางทิศตะวันออกของ อำเภอเชียงคาน จังหวัดเลย ลงมาทางใต้ต่อกับทิวเขาเพชรบูรณ์ทางด้านตะวันออกในตอนภูผาลาย และภูกระทิง
            ทิวเขาเลยมีความสูงเฉลี่ย ประมาณ ๕๐๐ เมตร ยอดสูงสุด ประมาณ ๑,๐๐๐ เมตร จากระดับน้ำทะเลกับที่ราบเลยออกจากจังหวัดอุดร และขอนแก่น มีลำน้ำที่เกิดจากทิวเขาเลยอยู่สองด้านคือ ด้านที่ไหลลงสู่ลำน้ำโขง ได้แก่ ลำน้ำเลยและลำน้ำสงคราม ส่วนด้านที่ไหลลงสู่ลำน้ำมูลมีห้วยพะเนียง
            ทิวเขาภูเก้า หรือทิวเขาเก้ายอด  เป็นทิวเขาหินแกรนิตขนาดเล็ก อยู่ทางด้านทิศตะวันตกของอำเภอเมืองอุดร ในเขตอำเภอเมืองหนองบัวลำพู มีทิศทางจากเหนือในเขต อำเภอท่าบ่อ จังหวัดหนองคาย ทอดตัวลงมาทางทิศใต้ถึงอำเภอภูเวียง และอำเภอน้ำพอง จังหวัดขอนแก่น
            ทิวเขาภูเก้าเชื่อมต่อกับทิวเขาเลยทางด้านตะวันตก ทางด้านตะวันออกได้ทอดตัวไปใกล้บริเวณหนองละหาน มีความสูงเฉลี่ยประมาณ ๕๐๐ เมตร และมียอดสูงสุดไม่เกิน ๖๐๐ เมตร จากระดับน้ำทะเล
            ลำน้ำที่เกิดจากทิวเขาภูเก้า แบ่งออกได้เป็นสองด้านคือ ด้านที่ไหลลงสู่ลำน้ำโขงได้แก่ห้วยหลวง ด้านที่ไหลลงสู่ลำน้ำมูลได้แก่แควของลำน้ำพอง และแควของลำน้ำมาว ซึ่งไหลลงสู่ลำน้ำชี