Estados Unidos tiene una enorme variedad de características físicas y una amplia diversidad de flora y fauna, las cuales se recogen de forma más amplia cuando se trata cada estado por separado.

Historia geológica de las regiones fisiográficas
La forma del territorio que presenta Estados Unidos es resultado de la tectónica de placas. La parte más antigua del continente es el escudo Canadiense, o meseta Laurentina, una masa granítica y de rocas similares que subyace en el este de Canadá y en el noreste de Estados Unidos; se formó en tiempos del precámbrico. Los márgenes del antiguo continente son más complejos en su estructura, y comprenden, entre otras, zonas de granito, rocas del fondo oceánico más oscuras, rocas volcánicas de grano fino y sedimentos oceánicos endurecidos.

Tras la formación del escudo siguió un periodo de calma orogénica. La erosión redujo el continente montañoso a una llanura baja, por lo que los mares contiguos lo colmataron con espesos sedimentos. Al final del periodo, grandes bosques cubrían la superficie y el aporte de materia orgánica a los sedimentos permitió la formación de vastas capas de carbón y petróleo.

Historia geológica de las regiones fisiográficas - Actividad geológica y calma
El periodo de inactividad orogénica terminó cuando, tras el periodo carbonífero, los continentes de Laurasia y Gondwana chocaron, hecho que se evidencia en los montes Apalaches. El levantamiento de la superficie terrestre y la posterior erosión dejaron al descubierto antiguas rocas graníticas desde Nueva Inglaterra hasta Alabama. Al oeste, las capas de rocas sedimentarias jóvenes todavía permanecieron en la superficie, formando extensas cordilleras y valles. Más hacia el oeste y norte, plegamientos menos intensos crearon amplios domos y cuencas.

Tras la colisión que dio lugar a los Apalaches, el continente cambió el sentido de su desplazamiento y se dirigió hacia el oeste. El océano Atlántico empezó a ampliarse y en toda la parte oriental de Estados Unidos se inició un periodo de calma geológica. Los Apalaches empezaron a erosionarse y sus sedimentos se acumularon en las Grandes Llanuras del centro del continente, en las llanuras costeras del Atlántico y del golfo de México. Mientras tanto, la colisión del continente con la placa del Pacífico dio lugar a nuevas alineaciones montañosas en el oeste: los sedimentos arenosos de las Grandes Llanuras fueron levantados formando las montañas Rocosas (Rocallosas), mientras que los movimientos de rocas a lo largo de grandes fallas formaron sierra Nevada en California, la meseta de Wasatch en Utah, diversas alineaciones montañosas en Nevada y la cordillera Teton en Wyoming. El territorio de Arizona y el sur de Utah fueron levantados y los ríos excavaron cañones en los niveles de rocas sedimentarias.

Historia geológica de las regiones fisiográficas - Efectos del clima
En el pleistoceno se produjeron los periodos glaciares. Al menos cuatro veces durante un millón de años se formaron grandes casquetes de hielo en el este de Canadá y en las montañas del oeste. El movimiento del hielo erosionó el suelo y el lecho de roca de Canadá y el norte de Estados Unidos, depositando el material más al sur. Los lagos alineados y las rocas expuestas de Nueva Inglaterra y el norte de Minnesota son resultado de la acción glaciar; también Long Island y el cabo Cod son inmensos depósitos glaciares. Hoy, el nivel de las llanuras marca los lechos y las playas de los lagos de la era glacial. Las tormentas de polvo de esta época dejaron depósitos espesos de loes (partículas finas de limo o arcilla) en las llanuras onduladas. En los momentos en los que el mar alcanzó mayor nivel se formaron playas en el interior de la llanura costera del golfo de México y sobre las laderas de las montañas situadas frente al océano Pacífico; por otra parte, la bahía de Chesapeake y muchos otros antiguos valles fluviales inundados que se extienden a lo largo de la costa atlántica, desde Georgia hasta Connecticut, son el resultado de periodos de descenso del nivel del mar.

Clima
Por lo general, las temperaturas disminuyen desde el sur hasta el norte; sin embargo, en verano, la mayor duración de los días compensa, en parte, esta disminución de temperatura. Por el contrario, en invierno, la presencia de días más cortos en el norte exagera el efecto del ángulo bajo de los rayos solares, creando una gran amplitud de temperaturas desde el sur hasta el norte. Los bosques usan mucha energía solar para evaporar agua; por consiguiente, los estados húmedos del este de Estados Unidos, que presentan una buena cobertura vegetal, no son tan cálidos como los secos desiertos del oeste, desprovistos de vegetación. Los océanos y los lagos moderan las temperaturas y las áreas montañosas son algo más frescas durante el día y mucho más frías por la noche que las tierras bajas de los alrededores.

El régimen de precipitaciones es, en gran parte, consecuencia de la interacción del viento y la topografía. Dos características de la circulación atmosférica global son especialmente destacadas para Estados Unidos: la primera es una corriente de aire débil y moderada, pero persistente, procedente de las capas altas de la atmósfera. Esta subsidencia es parte del ciclo de convección global que comienza con la elevación de corrientes de aire cálido y húmedo cerca del ecuador; el aire pierde humedad cuando se dirige hacia la atmósfera superior y hacia los polos. A una latitud de 30º norte el aire empieza a descender, provocando un tiempo caluroso y seco en el sur de Estados Unidos, especialmente en verano.

El otro hecho destacado de la circulación atmosférica es la corriente en chorro, una zona cambiante de vientos rápidos que se desplazan, por lo general, de oeste a este a gran altura sobre la superficie terrestre. El curso de la corriente en chorro determina en gran medida las condiciones atmosféricas en la superficie. En verano, la corriente atraviesa el país a la altura de la frontera con Canadá, mientras que en invierno se desplaza a la latitud del estado de Oklahoma.

Las características del tiempo a escala regional están íntimamente asociadas con la posición que ocupa durante las diversas estaciones la corriente en chorro y el paso de los frentes. Las lluvias torrenciales son más comunes cerca del golfo de México; los tornados suceden en el centro de Estados Unidos, donde las masas de aire canadienses y del golfo chocan, a menudo, de forma violenta. Los huracanes se forman a finales del verano en las zonas cálidas del océano Atlántico y se desplazan hacia los estados del sureste en otoño.

El rápido enfriamiento del aire procedente del golfo de México provoca fuertes nevadas durante el invierno en el este de Estados Unidos y las brisas locales en la región de los Grandes Lagos incrementan este tipo de precipitaciones. En enero, se da un tiempo de intenso frío y escasa caída de nieve, a causa de que las masas de aire del Atlántico no pueden penetrar muy al norte en pleno invierno. Finalmente, las ocasionales tormentas en la kona (costa oeste) de Hawai durante el invierno son consecuencia de la entrada de masas de aire procedentes del norte del Pacífico que aprovechan el desplazamiento de la corriente en chorro hacia el sur. El régimen de lluvias habitual viene determinado por la presencia de vientos alisios que causan precipitaciones sólo en las laderas nororientales de las islas.

Ríos y lagos
Los ríos del este de Estados Unidos, como Hudson, Delaware, Susquehanna, Potomac y Savannah, drenan regiones que registran precipitaciones durante todo el año, y, por tanto, son cursos fluviales caudalosos que permiten la navegación y constituyen importantes vías comerciales. Los del interior, como el Ohio, Tennessee, Illinois y Mississippi, a menudo se desbordan en primavera y su nivel disminuye en las semanas más cálidas de finales de verano y durante los meses de nieve en el invierno. Se ha llevado a cabo alguna regulación en el cauce de estos ríos para evitar las inundaciones a través de un sistema de embalses y diques costoso y polémico. El deshielo de la nieve de las montañas Rocosas es el principal aporte de agua en los ríos que fluyen hacia el este como Missouri, Platte, Arkansas y Río Grande, y los que fluyen hacia el oeste como Colorado, Sacramento, Snake y Columbia en la parte occidental de Estados Unidos. La mayor parte de los ríos pierden caudal a medida que se alejan de las montañas; algunos, como el Colorado, están regulados mediante embalses cuyas aguas se desvían para consumo urbano y agrícola de forma que su cauce apenas llega al mar. En Alaska, el Yukón domina el sistema fluvial.

Los cinco Grandes Lagos —Ontario, Erie, Hurón, Michigan y Superior— ocupan una serie interconectada de cuencas de modelado glaciar que en conjunto forman una gran arteria de transporte. Los glaciares también dejaron decenas de miles de pequeños lagos por todo el noreste de Estados Unidos, la parte superior del Medio Oeste y la mayor parte de Alaska. Entre los más grandes están Champlain, Winnipesaukee y Cayuga en el noreste y Winnebago, Red y Mille Lacs en el Medio Oeste. El Gran Lago Salado de Utah y muchas de las cuencas saladas más pequeñas de los estados montañosos son los restos de lagos mayores del periodo glacial. Gran parte de los acuíferos subterráneos, especialmente los de las Grandes Llanuras, son también vestigios de un pasado más lluvioso

Suelo
Se puede dividir Estados Unidos en cinco grandes regiones edáficas, formadas como resultado de la acción del clima y de los procesos de erosión, sedimentación y acarreo glaciar: los molisoles profundos y negros en el centro del continente (el territorio más fértil del país), en el área que se extiende desde el oeste de Illinois hasta Nebraska y ambas Dakotas; los suelos rojos lixiviados del sureste y las montañas de la costa oeste; los espodosoles gruesos y ácidos en el noreste de Estados Unidos y en las partes altas de las montañas occidentales; los alfisoles grises o marrones moderadamente fértiles que se encuentran alrededor de los Grandes Lagos, al sur de las Grandes Llanuras y en el valle central de California; y los aridisoles secos y salados en el desierto del suroeste.

Además de estas extensas formas genéricas encontramos las particularidades geológicas locales, como los vertisoles de arcilla negra y los histosoles orgánicos, compuestos de turba y lodo orgánico, que se encuentran en lugares pantanosos como los Everglades de Florida o los pantanos de Minnesota.

Recursos naturales y protección medioambiental
El clima de Estados Unidos es favorable a diversos cultivos y productos forestales. El Corn Belt, región que se extiende desde el oeste de Ohio hasta el centro de Nebraska, es la extensión más grande de terreno cultivable en el mundo. También cuenta con yacimientos significativos de minerales importantes, entre los que se incluye más de un quinto del carbón mundial. A pesar de esta riqueza, no puede producir todos los recursos necesarios para su gran economía industrial; el país importa el 80% de aluminio, cromo, cobalto, magnesio, platino, asbesto, estaño y tungsteno. Estados Unidos ahora produce el 65% de su consumo de petróleo, pero los nuevos descubrimientos del interior tienden a ser pequeños y costosos de explotar.

La erosión ha causado la pérdida de más de un tercio de la capa superficial del suelo. La moderna maquinaria pesada puede ahora reparar los barrancos y otros escarpes habituales en la década de 1930, pero la pérdida de suelo es todavía elevada en algo más de la mitad del terreno cultivable de la nación por efecto de la erosión.

A pesar de estas tendencias, y gracias a las regulaciones gubernamentales, la contaminación del agua ha disminuido considerablemente durante la década de 1970; la reforestación es mayor que el número de talas en la mayor parte de las regiones, y numerosas áreas se han acotado para crear reservas de fauna y parques nacionales. La lluvia ácida, la eliminación de residuos tóxicos, el suministro de agua y el cambio climático son las principales cuestiones medioambientales.

Flora
En la época en que los europeos empezaron a asentarse en el actual Estados Unidos, los bosques cubrían la mitad de su territorio; hoy sólo abarcan el 25% de la superficie. Del mismo modo, la colonización del continente ha causado la pérdida de pastos y de otras especies naturales.

En el norte, Alaska es una tundra desolada y azotada por los vientos, una región de líquenes, musgos, arbustos bajos resistentes y plantas de flor; en el interior y en el sur, crecen cultivos estacionales y ciertos árboles pueden sobrevivir; unas pocas especies de árboles de hoja de aguja, sobre todo piceas y abetos, dominan un vasto bosque siempre verde, apareciendo también en áreas rocosas cubiertas de líquenes y pantanos cubiertos de hierbas, donde se entremezclan con álamos temblones cortados con señales de fuego. Este bosque, conocido como la taiga, se extiende por el sureste del interior de Alaska y surge de forma aislada en el norte de Nueva Inglaterra y en la región de los Grandes Lagos. Al sur de la taiga se desarrolla un bosque mixto que contiene árboles de hoja de aguja y hoja ancha como pinos, arces, olmos, abedules y robles, así como nogales americanos, hayas y sicomoros. Este tipo de bosque cubría la región que rodea los Grandes Lagos y el este cuando llegaron los colonizadores europeos.

Todavía más al sur, el bosque alcanza su máxima diversidad: el Parque nacional de las Grandes Montañas Humeantes (Great Smoky Mountains), que se extiende por el oeste de Carolina del Norte y el este de Tennessee, contiene más especies de árboles que todo el continente europeo. La zona del golfo de México es más calurosa que esta área montañosa, pero sus llanuras y colinas bajas no albergan un bosque tan complejo; además, los suelos arenosos y los veranos calurosos propician fuegos, que suprimen los robles y otras especies de madera noble y favorecen los pinos de rápido crecimiento que hoy representan el mayor recurso forestal de la nación. Otras especies propias de esta zona son magnolias, pacanas, eucaliptos y tupelos; un número de especies subtropicales y tropicales crecen en el sur de Florida. A lo largo de la costa del golfo de México las zonas pantanosas de sal y las gramíneas de ciprés y mangle ayudan a proteger la costa contra el viento y las olas.

La diversidad de los bosques también decrece al oeste de los Apalaches; en primer lugar, las piceas de las zonas elevadas de las montañas, los abetos y los fresnos desaparecen y, además, disminuyen las precipitaciones en cantidad y regularidad, por lo que los incendios se hacen más frecuentes. Los exuberantes bosques de madera noble de las zonas bajas del valle del Mississippi poco a poco se reducen en tamaño y complejidad. Los bosques de roble y nogal americano dan paso a zonas aisladas de roble y a praderas de hierbas altas, las cuales, antes de ser cultivadas, ocupaban el actual Corn Belt (‘cinturón de maíz’) desde Indiana hasta el este de las Grandes Llanuras.

Hacia el oeste el clima es todavía más seco, y las hierbas altas verticillium albo-atrum producen una grama más corta y una extensión de la gramínea del norte. Las hierbas del norte de las Grandes Llanuras crecen sólo durante el verano corto y florecen a finales del mismo o comienzos del otoño. Por contraste, las hierbas del sur de esta zona crecen rápidamente en primavera, florecen pronto y luego se mantienen inactivas durante los veranos calurosos y secos. La artemisa en el norte, el mezquite y el enebro en Texas son característicos de los prados más pobres.

Las montañas Rocosas y otras cordilleras interrumpen la transición gradual a una auténtica vegetación desértica y los árboles son abundantes en las partes más bajas y medianas de las laderas; los pinos y enebros dominan en el piedemonte, dando paso a álamos temblones, abetos y piceas en las partes más altas; por encima de esta zona está la verdadera tundra. Los desiertos de las partes bajas llenos de arbustos alternan con montañas cubiertas de árboles (y en ocasiones tundra o neveros) a través de todos los estados montañosos y en el interior de los estados cercanos al Pacífico. El valle de la Muerte, que se encuentra por debajo del nivel del mar, es uno de los muchos terrenos bajos prácticamente estériles. La vegetación en estas regiones comprende especies como artemisa, enebro, piñón, hierbas, mezquite, zygophyllaceous y yuca; los “bosques” de cactus que forman una imagen típica de los desiertos se encuentran en realidad en las laderas de las alineaciones montañosas del desierto de Mojave en el sur de Arizona y California. Sobre la más alta pero todavía relativamente seca meseta del Colorado crecen los pinos ponderosa y piñonero.

Los veranos calurosos y secos y los inviernos templados y húmedos de la costa del sur de California producen una característica vegetación arbustiva conocida como chaparral; en esta zona, las plantas se han adaptado a los inviernos lluviosos, los veranos secos, los incendios del otoño y los suelos de poca profundidad. Más al norte, en las laderas occidentales de las cordilleras Costeras y sierra Nevada, la estación lluviosa del invierno es más larga y los bosques de secuoya y secuoya gigante son frecuentes. Todavía más al norte, en la parte occidental de Oregón y en Washington, aparece un auténtico bosque lluvioso: abetos, abetos Douglas, tsugas, cedros, piceas y pinos, cada especie ocupando su propia zona climática de altura; esta zona forestal es la segunda más rica de la nación. Los bosques costeros de Alaska tienen menos especies que los ricos bosques lluviosos al sur pero un crecimiento más rápido que la taiga en el norte.

El aislamiento y la interacción de sus montañas y los húmedos vientos alisios condicionan la vegetación natural de Hawai.

Fauna
En las áreas árticas y las regiones montañosas de tundra viven marmotas, ardillas de tierra, peces de aguas frías como tímalo y trucha común, y algún que otro oso. Las aguas costeras de Alaska son el hábitat de grandes mamíferos, entre los que se encuentran la morsa y la foca de piel. El caribú y el alce permanecen los veranos en la tundra pero se desplazan a los bosques de coníferas durante el invierno. En los bosques de madera noble del este de Estados Unidos viven alces, osos negros, ciervos, zorros, mapaches, mofetas, ardillas y una diversidad de pájaros pequeños. A lo largo de la costa del golfo de México viven pájaros más grandes y coloridos como el pelícano, el flamenco y el martín pescador verde; también existen ejemplares de caimán americano, peces de agua cálida como el pez gato y serpientes venenosas.

El bisonte está asociado por lo general a las praderas, aunque de hecho una vez ocupó la mayor parte del este de América del Norte antes de que la caza estuviera a punto de exterminarlo; ahora sólo vive en cautividad o en áreas protegidas. Tuzas, conejos, perrillos de las praderas, turones de pies negros, hormigas y otras criaturas que hacen madrigueras son los mejor adaptados a las praderas. Los estados montañosos occidentales, sobre todo Alaska, son el último refugio en Estados Unidos de los grandes animales de caza mayor: alce, berrendo, alce americano, ciervo, muflón de las rocas, cabra montesa, lobo gris y, en unas pocas áreas remotas, oso pardo. El oso americano, el carnívoro más grande de América del Norte, vive en Alaska. Los desiertos tienen pocas plantas y una fauna diminuta: ratas canguro, lagartos y una amplia gama de pájaros son los animales característicos en estas duras regiones. Los animales de Hawai engloban muchas especies endémicas; el único mamífero autóctono de este estado es el murciélago.

Temas medioambientales
Al abarcar un amplio espectro de latitudes, los Estados Unidos abarcan docenas de tipos de vegetación, formaciones geológicas y zonas ecológicas. La enorme superficie y la variedad de los paisajes siempre han satisfecho las necesidades de la población, pero el crecimiento de ésta, que además goza de uno de los niveles de vida más elevados del mundo, está agotando los recursos naturales. El agua dulce, por ejemplo, escasea en los áridos estados occidentales, donde tiene importancia la agricultura de regadío. Se han construido muchas presas y prácticamente todos los ríos importantes han sido embalsados o modificados de alguna manera, pero la conciencia medioambiental ha impedido mayores aprovechamientos y desvíos de las corrientes. Además, la sobreexplotación de los suelos cultivados en todos los Estados Unidos está haciendo que sufran una fuerte erosión y que se agoten. La mayor parte de las vías de agua están contaminadas con productos químicos agrícolas, si bien se ha cambiado hace pocos años la utilización de pesticidas muy tóxicos por una serie de programas integrados para gestión de las plagas. Las minas de cobre y de carbón a cielo abierto y los procedimientos tóxicos para procesar metales, han tenido unos efectos notablemente nocivos y de amplia presencia sobre la fauna silvestre y el paisaje. El desarrollo urbano continúa transformando en pavimento a algunos de los campos y huertas más ricas del país.

Prácticamente todos los bosques originales de los Estados Unidos han sido talados, excepto los que se encuentran a grandes altitudes o en las localidades más remotas, además de algunas zonas mantenidas para la posteridad como los parques de secuoyas en California. El Servicio Forestal nacional o compañías privadas cuidan de grandes extensiones de bosques de coníferas para hacer talas periódicas. Los desmontes masivos han traído consigo la pérdida de suelo, los deslizamientos de tierra y la degradación de los hábitats acuáticos. El destino que tendrán las pocas zonas naturales que quedan de estas zonas arboladas es motivo de arduas disputas políticas.

Los Estados Unidos tienen una gran variedad de hábitats con su correspondiente biodiversidad. No obstante, prácticamente todos los hábitats naturales han sido alterados de forma significativa y algunos, como las praderas nativas de hierba alta, se han extinguido o se está muy cerca de que ello ocurra. Entre otros hábitats amenazados figuran determinados tipos de desierto, bosques antiguos, comunidades de dunas de arena y humedales, desde los estuarios de la bahía de Chesapeake hasta las marismas boscosas del noroeste.

En 1872, los Estados Unidos establecieron el primer parque nacional del mundo, el Parque nacional Yellowstone. Además de los numerosos parques nacionales, el Gobierno gestiona un sistema de monumentos nacionales, zonas de recreo, zonas de gestión de la fauna silvestre, y refugios para la fauna silvestre. El sistema de gestión de parques nacionales ha sobrepasado su presupuesto en los últimos años y ahora se cobran derechos en muchos lugares para contribuir al mantenimiento de estos parques. Aun así, la utilización pública de los parques continúa en aumento y muchos de ellos se enfrentan al exceso de visitantes, la contaminación y la erosión. Existen organizaciones no gubernamentales, especialmente Nature Conservancy y Trust for Public Land, que han adquirido mucha importancia en la conservación del hábitat natural. En total, el 13,1% (2000) del territorio está protegido, la mayor parte dentro de las propiedades federales de los estados occidentales y Alaska.

Desde mediados de la década de 1970 se ha establecido una mayor conciencia sobre la conservación de la energía en los Estados Unidos. La mayoría de las comunidades tienen estrictos códigos municipales para la conservación de la energía y se ha reducido significativamente el crecimiento en la demanda. En California y en el cálido suroeste existen grandes turbinas de viento e instalaciones de energía solar, aunque su contribución al suministro total de energía todavía es ínfimo. Las plantas térmicas de carbón producen más de la mitad de la energía del país. Otras fuentes importantes de energía son la hidroelectricidad, en el Pacífico noroccidental sobre todo, y la energía nuclear, que tiene mayor presencia en el noreste. Pero la oposición pública, los elevados costos de construcción y la amplia difusión que tuvieron accidentes como el de Three Mile Island en 1979, han detenido el avance del sector de la energía nuclear, impulsada en los años cincuenta.

A pesar de las medidas para la conservación de la energía, los Estados Unidos continúan siendo el mayor consumidor de energía del mundo, además de ser el mayor emisor de gases con efecto invernadero. Aproximadamente la mitad de la contaminación del aire proviene de la industria y el resto pertenece a los gases expulsados por los vehículos. La contaminación urbana del aire está regulada por el Acta federal sobre el Aire Limpio y algunos estados tienen regulaciones incluso más severas. Todo ello ha contribuido a una mejora en los niveles de contaminación del aire con respecto a la década de 1970, si bien el constante crecimiento en el número de automóviles amenaza con la pérdida de estas mejoras. Bajo el Protocolo de Montreal, los Estados Unidos han frenado sus enormes emisiones de clorofluorocarbonos (CFC), que contribuyen a la destrucción de la capa de ozono y al calentamiento global.

Los Estados Unidos han firmado y ratificado el Convenio sobre el Patrimonio de la Humanidad así como diversos acuerdos medioambientales internacionales relativos a contaminación atmosférica, Tratado del Antártico, cambios climáticos, especies en peligro de extinción, cambios medioambientales, vertido de residuos al mar, vida marina, prohibición de realizar ensayos nucleares, capa de ozono, contaminación naval, madera tropical (1983), zonas húmedas y caza de ballenas. Hay 47 reservas de biosfera bajo el programa El Hombre y la Biosfera de la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO). Los Estados Unidos cooperan con Canadá en numerosos proyectos de conservación, y está previsto el establecimiento de un parque transfronterizo entre Estados Unidos y México.