La Tanzanie a une géographie variée, comprenant de grands et profonds lacs d’eau douce et salés, de nombreux parcs nationaux et le point culminant de l’Afrique, le mont Kilimanjaro (5 895 m).
Le nord-est de la Tanzanie est montagneux et comprend le mont Meru, un volcan actif, le mont Kilimandjaro, un volcan en sommeil et les chaînes de montagnes d'Usambara et de Paré. Le Kilimandjaro attire des milliers de touristes chaque année.
À l’ouest de ces montagnes se trouve le Gregory Rift, le bras est de la vallée du Great Rift. Au fond de la faille se trouvent plusieurs grands lacs salés, dont Natron au nord, Manyara au sud et Eyasi au sud-ouest. La faille englobe également les hautes terres du cratère, qui comprennent la zone de conservation de Ngorongoro et le cratère de Ngorongoro. Au sud du lac Natron se trouve Ol Doinyo Lengai (3 188 m), le seul volcan actif au monde à produire de la lave à la natrocarbonatite. À l'ouest des Hautes Terres du Cratère se trouve le parc national du Serengeti, célèbre pour ses lions, léopards, éléphants, rhinocéros et buffles, ainsi que pour la migration annuelle de millions de gnous à barbe blanche. Au sud-est du parc se trouve la gorge d'Olduvai, où ont été retrouvés de nombreux fossiles et artefacts d'hominidés les plus anciens.
Plus au nord-ouest se trouve le lac Victoria, à la frontière entre le Kenya, l'Ouganda et la Tanzanie. Il s'agit du plus grand lac d'Afrique par sa superficie et porte traditionnellement le nom de source du Nil. Le lac Victoria couvre une superficie de 69 490 km 2, qui est le plus grand lac d'Afrique et 49% de celui-ci se trouve en Tanzanie. Le lac Tanganyika se situe au sud-ouest de la Tanzanie, séparant la Tanzanie de la République démocratique du Congo. On estime que ce lac est le plus profond d’Afrique et le deuxième plus profond au monde après le lac Baïkal en Sibérie, avec des profondeurs maximales de 1 470 m (4,821 pieds), une longueur de 673 km (420 milles) et une moyenne de 50 km (31 milles). à travers; 41% de sa superficie est située en Tanzanie. La partie occidentale du pays, entre les lacs Victoria, Tanganyika et Malawi, est constituée de terres plates classées par le Fonds mondial pour la nature dans le cadre de l'écorégion forestière du Miombo du Zambèze central. Juste en amont des chutes de Kalambo, il y a l'un des sites archéologiques les plus importants d'Afrique.
Le continent tanzanien est divisé en plusieurs régions clairement définies: les plaines côtières, d’une largeur variant de 16 à 64 km et d’une végétation tropicale luxuriante; la steppe Masaï au nord, entre 213 et 1 067 m (698 et 3 500 pi) d'altitude.
Le centre de la Tanzanie est un grand plateau qui fait partie du plateau de l'Afrique de l'Est. La moitié sud de ce plateau est constituée de prairies situées dans l'écorégion forestière du Miombo Est, dont la majeure partie est recouverte par le vaste parc national de Selous. Plus au nord, le plateau est constitué de terres arables et comprend la capitale nationale, Dodoma.
La côte est abrite la plus grande ville et ancienne capitale de la Tanzanie, Dar es-Salaam. L'Archipel de Zanzibar, un territoire semi-autonome de Tanzanie réputé pour ses épices, se situe juste au nord de cette ville.
La côte abrite des zones de mangroves d'Afrique de l'Est, des mangroves qui constituent un habitat important pour la faune, tant sur terre que dans l'eau.