Рязанская область расположена в центре европейской части России, в понижении между Среднерусской и Приволжской возвышенностями в центральной части Русской равнины. Протянулась на 220 километров с севера на юг и на 259 километров с запада на восток. Расстояние от окружной дороги Москвы до границы области — 147 км. Время в регионе — московское (UTC+3).
В северной части — Мещёрская низменность (120—125 м), рассечённая вдоль границы с Владимирской областью Касимовской моренной грядой (130—136 м), в Касимовском районе гряда заканчивается на тектоническом Окско-Цнинском валу (высшая точка 171 м), протянувшемся через всю восточную часть области в меридиональном направлении, на юго-западе — отроги Среднерусской возвышенности (высота до 236 м). Самая низкая высотная отметка находится на берегу Оки у границы с Владимирской областью — 76 метров.
Бо́льшая часть рек принадлежит к бассейну Волги. Главная река области — Ока с притоками Пра, Гусь, Проня (с Рановой), Парой, Мокшей (с Цной). На юге области — истоки реки Воронеж (бассейна Дона).
В Мещёрской низменности много озёр. Выделяется крупная группа Клепиковских озёр (Великое, Иванковское, Шагара, Белое и др.). По берегам Оки множество озёр-стариц.
Рязанская область расположена в подтаёжной (левобережье Оки) и лесостепной (правобережье Оки) зонах. Леса занимают около 1/3 территории, они сосновые на северо-западе, широколиственно-сосновые на севере и юго-востоке. На юго-западе располагаются участки широколиственных лесов. На крайнем юго-западе — степная растительность.
Общая площадь лесного фонда — 1053 тыс. га, в том числе хвойных пород — 590 тыс. га. Общий запас древесины составляет 130 млн м³, расчётная лесосека составляет 1,333 млн м³.
По берегам Оки, Мокши и Цны растёт более 1 млн м³ дуба.
Сохранились кабан, лисица, заяц-русак, бобр, обыкновенная белка, сони, олени (пятнистый, благородный, марал), косуля, кроты, степной хорь, американская норка, выдра, енотовидная собака, норка, чёрный хорь, летучие мыши, ежи, куницы, бурозубки, белозубка, волк, медведь, заяц-беляк, барсук, русская выхухоль, рысь, ласка, горностай, ондатра, сибирская косуля и другие. Из грызунов — мыши, крысы, полёвка, сони, крапчатый суслик, летяга. суслики, хомяки, тушканчики.
Из птиц — чирки, кряква, серая утка, сокол, ястреб, орёл, орлан-белохвост, дрозды, дятлы, совы, соловьи, голуби, коростели, чайки, чибисы, воробьи, вороны (ворон, серая ворона), грачи, галки, зяблики, щегол, стрижи, ласточки, козодой, сороки, сойки, иволги, свиристели, вальдшнеп, кулики, гуси, чёрный и белый аисты, цапля, снегири, синицы, перепела, куропатки.
На территории Рязанской области 103,5 тыс. га особо охраняемых природных территорий, в том числе: Мещёрский национальный парк, Окский заповедник, 47 заказников, 57 памятников природы.