Kars ili Doğu Anadolu Bölgesinin kuzeydoğu kesimlerinde yer almaktadır. Büyük bir plato özelliği gösteren il coğrafyasında genel olarak bitki örtüsü bozkır görünümündedir. Yalnız Sarıkamış ilçesinde çam ormanları bulunmaktadır.Kağızman ilçesinde bağ ve bahçecilik yapılmaktadır.
Allahuekber sıradağlarının soğanlıdağ yolundaki Yaycı ve Kırkpınar yaylalarından kaynağını alan Sarıkamış suyu ile Kızılçubuk suyu Çatak köyü önünde birleştikten sonra Selim ilçesi altında en uzun yaylacıktan gelen dereleri de alarak Kireçhane boğazından Kars’a girer. İlkbahar ile bol yağmurlu zamanlarda şehrin doğusundaki Kurtkale düzeyinden gelen Darboğaz suyunun şehrin ortasındaki iki arktan alarak Taşköprüden itibaren 8 Km kadar süren Kaleboğazı ve Dereiçi kalesi boğazından geçer. Bundan sonra Kars Çayı Berdik deresi ile Cilavuz (Susuz) suyunu alır ve Ağcalar köyü altında yeniden derin boğaza girer. Karaurgan köyü suyunu soldan aldıktan sonra Şahnalar köyü üçüncü boğazdan yani Camışlı boğazından Güneydoğuya dönerek Akyaka ilçesinin Aslanhane köyü altından Arpaçayına kavuşur.
Bingöl’den kaynağını alıp,yukarı Pasinde sağdan ve soldan gelen birçok dereler katılarak Pasin suyu adıyla Çobanköprüsünden sonra aşağı Pasin’e girince Aras (Araz) diye anılan bu ırmak Kars ilinde Zivin suyu ile Kötek- Bayam suyunu soldan ve Şahyolu dağlarından gelen dereleri de sağdan alarak Arpaçay ile birleştikten sonra çok büyümüş olarak sürmeli çukuruna girer. Iğdır önünde saniyede Nisan’da 180- 200, Mayıs’da 140, Haziran’da 50, Temmuz ve Ağustos aylarında 20-25 metreküp su akıtır. Hazar denizine dökülmeden önce Aras Arpaçayını soldan; Balıklı gölden çıkıp Beyazıt ovasından gelen Sarısuyu sağdan alıp Nahcıvan ve Alınca çaylarını, soldan Kötürheydan gelen Kızılçayı, Behreşan boğazından gelen suyu dağdan alarak Karaboğaya geçer. Kura (Kür) nehrine kavuşur. Aras ırmağı Kars ilinde donmadan akan yegane sudur. Bunlardan başka Karasu, Kağan çayı, Acı çay ve Digor çayı önemli akarsulardır.
İlimizde Çıldır, Karzak, Aygır ve Çenklice Gölleri belli başlılardır. Bu göllerin dışında Erhan gölü, Turna gölü, Çenekci gölü, Kuyucuk gölü kaydadeğer göllerimizdendir.
İlimizde Çıldır Barajı, Arpaçay Barajı, Bayburt Barajı olmak üzere 3 önemli baraj mevcuttur. Bunlardan Arpaçay ve Çıldır barajları hem enerji hem de sulama: Bayburt barajı ise sadece sulama imkanı sağlamaktadır.
Kars Doğu Anadolu Bölgesinin en soğuk bölgesinde yer alır. İlde 'Doğu Anadolu yüksek yayla iklimi' görülür. Kars'ta kışları uzun ve sert, yazları ılımlı hatta serince geçen bir iklim vardır. Burası Türkiye'de soğukların en bariz olduğu ve uzun sürdüğü yerlerdendir. Bu durumun temel nedenleri; yüksek dağ sıralarıyla denizlerin ılımanlaştırıcı etkisinden ayrılması, yüksekliğin fazla olması, Kış mevsiminde Büyük Asya Kara Kütlesi üzerinde yerleşen soğuk ve ağır hava kütlesi (Sibirya yüksek basınç merkezi) nin buraya kadar sokulmasıdır.
Bütün bu faktörler Kars ikliminin temel karakterini belirler . Kars yöresi iklimi üzerinde etkili olan başlıca iklim elemanları; sıcaklık, basınç ve rüzgar, nem ve yağıştır.
Kars'ın doğal bitki örtüsü yükselti ve iklim özelliklerine göre şekillenmiştir. Doğu Anadolu'nun kuzeyine yerleşmiş bulunan bu yüksek plato, aslında doğal orman alanı içerisindedir. Doğal orman sınırlarının oluşmasında birinci derecede rol oynayan nemlilik oranı ilde Doğu Anadolu’nun diğer bölümlerine göre daha yüksektir. Nemlilik oranına bağlı olarak ormanların doğal alt sınırı yükselmektedir. Orman alt sınırı Kars'ta 1800-1900 m'den başlamaktadır.
Kars yöresinin diğer bir özelliği de bitki örtüsünün doğal üst sınırı çok yükseklere çıkabilmesidir. Bölgede ormanlar 2800 m'ye kadar çıkabilmektedir. Yurdun bir başka yerinde ormanların bu kadar yükseklere çıktığı görülmemektedir.
Bugün Kars ilinin büyük bir bölümü ormanlardan yoksun bulunmaktadır. Asırlardır süren olumsuz insan etkileri sonucu, iklim ve yükselti nedeniyle zaten fazla zengin olmayan doğal bitki örtüsü yer yer bütünüyle ortadan kalkmıştır. Yine de Sarıkamış ve çevresinde yoğun sarıçam ormanları görülmektedir. Kağızman çevresinde soğuk kışlara uyum sağlamış meşelere de rastlanılmaktadır.
İlde dağların zirvelerine yakın kesimlerinde yer alan bodur algin bitki toplulukların kapladıkları alanları saymazsak, kalan kesimler soğuk bozkır kapsamına girer. Soğuk bozkır alanlarında kar 5-6 ay sürekli olarak toprağı örter. Erime ancak Nisan ortalarından itibaren başlar ve yavaş yavaş Mayıs ortalarına, bazı kesimlerde ise Haziran sonlarına kadar sürer. Kar örtüsünün altında kalan çayır bitkileri karın erimesiyle birlikte hızlı bir gelişme içerisine girer. Kısa zamanda her taraf çayır ve otlaklarla kaplanır. Bu çayır ve otlaklar ise hayvancılık açısından önemli bir imkan sağlamaktadır.