Gran Canaria er nesten sirkulær, bygd opp av vulkanske bergarter som når en høyde av 1950 moh. sentralt på øya (Pico de las Nieves).
I den nordlige delen av fjellandskapet ligger to utdødde vulkaner, Caldera de Bandama og Caldera Pinos de Gálder; begge populære turistmål. Herfra skjærer en rekke daler seg ut mot kysten. Klimaet er subtropisk; Las Palmas har 17 °C i middeltemperatur for jan.–feb. og 23 °C for aug.–sept. Nedbøren faller for det meste om vinteren, og månedene juni–sept. er meget tørre.
Den sørligste delen av øya får svært lite nedbør og har nesten ørkenpreg, mens den nordlige delen og fremfor alt fjellene ligger åpne for fuktige vinder og har en frodigere vegetasjon.
Lengst i sør ligger dynelandskapet Dunas de Maspaloma. De vestlige deler av Gran Canaria har en del skog av kanarifuru, ellers er vegetasjonen relativt sparsom, men særpreget, idet Gran Canaria og de andre Kanariøyene har en rekke endemiske arter.
