巴厘岛北部有一火山带贯穿东西，其中最高为阿公火山（Gunung Agung） 3，142 米。火山带往南及北延伸，为岛上主要生产农作物的肥沃稻田。
巴厘岛西部人口稀少，是岛上唯一的非耕种区域，也是巴厘岛国家公园所在地，这里为茂密的树木丛生区域，内有丰富罕见的植物和鸟类，以及壮观的海底世界。
最高山：东北部的阿贡山（Gunung Agung），海拔3，142公尺，被称为「世界的肚脐」。
最大湖泊：巴杜尔湖（Danau Batur）
最主要的两条河流：帕克里桑河（Pakrisan）和贝塔努河（Petanu），这两条被视为圣河的两岸，曾经发现许多古代帝国的遗迹。
国家森林保护区：西部的珍巴拉纳（Jembrana），是仍居住着熊、野猪，和鹿等生物的热带丛林。
巴厘岛地处赤道，气候炎热而潮湿，是典型的热带雨林气候。在低处，平均温度在摄氏21和33度之间，但山区温度可以低至摄氏5度。湿度根据地区及季节不同而异，总体而言很高，平均湿度约在60%-100%之间。一般而言，印度尼西亚可分为两个季节：东南季风带来干燥天气（干季），西北季风带来丰沛的雨水（雨季）。
雨季从11月持续到3月，1月至2月是雨季的最高峰，每天下雨好几个小时，特别是在巴厘岛中心的小山上。这时期下雨是可以预期的，然而总会间以阳光出现雨水稍停的时候。下雨之前，空气中充满湿黏的闷热感；雨后则立刻让人感觉清凉舒畅。4月到10月是干季，是攀登山峰或参观自然保护区的最佳时节。
