气候
辽宁省属温带、暖温带季风气候。1 月均温-18～-5℃，7 月22～26℃，无霜期125～215 天，日均温10℃以上活动积温2700～3700℃，年降水量440～1130 毫米，是东北地区光照最多，热量最富，降水最丰省份。由于地势和海洋的影响，降水自东向西递减。年均温从东北到西南渐增，气候有明显区域差异。辽东低山丘陵年降水量多在700 毫米以上；辽西低山丘陵多在600 毫米以下，且70％集中于夏季；辽河平原则为500～700 毫米。
水文
在辽宁河网系统中，东部各河多具有山溪特征，水清流急；西部各河上游水土流失较严重，下游因地势低平，流速缓慢，泥沙淤积，与华北地区河流的水文特征相近。辽河为省内第1 大河，东、西辽河在省境北部昌图县古榆树汇合后始称辽河。1958 年改道，南流至辽中县六间房附近折向西，顺双台子河由盘山湾入海。河道曲折漫流，含沙量高，流量变化大。鸭绿江是省内第2 大河，为中、朝两国界河。源出吉林省东南中、朝边境白头山，向西南流至丹东市以下入黄海，中国一侧支流主要有浑江等。鸭绿江流量与水力资源丰富，已建一批水电站。冰期长约4 个月。可通航。此外，省内主要河流还有浑河（流经东部，注入辽东湾）、太子河（浑河支流，流经东南部）、大凌河和小凌河（均流经辽西，注入辽东湾）等。
土壤
辽东低山丘陵的主要土壤为棕壤，低平处为草甸土；辽西低山丘陵500 米以上山地土壤为棕壤，500 米以下的土壤为褐土和淋溶褐土，不少地方岩石裸露；辽河平原因地下水活动和旱作熟化过程的影响，在河流冲积物上普遍发育草甸土-潮土，是辽宁省主要粮食产地。但平原上有大面积低洼涝地，西北部有风沙土，沿海有盐土，对农业生产有不利影响。
植物
辽东低山丘陵生长赤松和栎类林等阔叶林，主要树种有麻栎、槲树、赤杨等。天然林少，多为果园、苇场和灌丛；辽西低山丘陵生长油松和栎类林为主的落叶阔叶林，间有侧柏，但植被破坏严重，仅500 米以上山地有天然次生林残存，500 米以下分布山杏矮林、荆条灌丛和小灌丛草地。建平、彰武以北植被稀疏，仅散见榆树疏林、沙生植被和草甸、草原。辽河平原久经开垦，残存的自然植被为油松、栎类林。彰武、康平地区有散生榆树疏林，混生山杏、小叶朴等，并分布沙生植物。辽北残丘除少量栎林外，沿河谷有杨、柳林。辽河平原的沼泽地带丛生芦苇。
自然地理区
省境南部在中国综合自然区划中隶属于华北湿润、半湿润地区的辽东、山东半岛落叶阔叶林区的辽东半岛亚区和华北平原半旱生落叶阔叶林区的辽河下游平原亚区；北部隶属于东北湿润、半湿润温带地区的东北东部山地针阔叶混交林区的长白山亚区和东北平原森林草原区的山前台地亚区和松嫩平原亚区。