巴厘岛北部有一火山带贯穿东西，其中最高为阿贡火山（Gunung Agung），3142米。火山带从南向北延伸，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3142米，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21℃-33℃之间，但山区温度可以低至5℃。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。巴厘岛还是印度尼西亚著名的旅游区，巴厘西距首都雅加达约一千多公里，与首都雅加达所在的爪哇岛隔海相望，相距仅1.6公里。

该岛由于地处热带，且受海洋的影响，气候温和多雨，土壤十分肥沃，四季绿水青山，万花烂漫，林木参天。巴厘人生性爱花，处处用花来装饰，因此，该岛有“花之岛”之称，并享有“南海乐园”、“神仙岛”的美誉。岛上大部分为山地，全岛山脉纵横，地势东高西低，有四五座锥形完整的火山峰，其中阿贡火山（巴厘峰）海拔3142米，是岛上的最高点，附近有曾于1963年喷发过的巴都尔活火山。岛上沙努尔、努沙·杜尔和库达等处的海滩，是该岛景色最美的海滨浴场，这里沙细滩阔、海水湛蓝清澈，每年来此游览的各国游客络绎不绝。