Il territorio è occupato dal bassopiano alluvionale costruito dal Mekong e dai suoi affluenti, principale dei quali è il Tonle Sap; ai suoi margini si innalzano frammenti dell’antico zoccolo indocinese, di formazione paleozoica, per lo più a struttura tabulare (Monti Dangrek, 663 m, a N; Monti Cardamomi, 1813 m, a SO; estreme propaggini della catena dell’Annam, 1200 m, a E). I rilievi, in particolare quelli sud-occidentali, influenzano il clima, trattenendo buona parte dell’umidità delle masse d’aria monsoniche che scaricano sui Cardamomi fino a 5000 mm di pioggia (maggio-ottobre), mentre nelle regioni interne le precipitazioni non superano i 1500 mm annui.
Le temperature medie si aggirano intorno ai 27 °C, con escursioni limitatissime, salvo in alcuni tratti costieri (Kompong Som: 5-6 °C fra gennaio e luglio). Ne deriva una copertura vegetale in prevalenza costituita dalla foresta tropicale, cui subentra la foresta pluviale nelle zone montuose esterne, quest’ultima fortemente degradata, tuttavia, dal debbio e soprattutto dal taglio industriale.
Aree paludose permangono nella conca centrale. Formidabili sono le piene del Mekong, che quadruplica le portate rispetto al periodo di magra (fino a 60.000 m3/s in ottobre) inondando l’intera pianura, nonostante che il bacino del Tonle Sap riceva parte delle acque eccedenti, per cui la superficie dell’omonimo lago (poche centinaia di chilometri quadrati nella stagione asciutta) arriva fino a 10.000 km2. I terreni più fertili sono quelli alluvionali centrali, mentre la più accentuata stagionalità favorisce i processi di laterizzazione negli altopiani settentrionali.