エスピリト サント州は東は大西洋に面しており、南はリオ デ ジャネイロ、西はミナス ジェライス州、北はバイーア州と国境を接しています。州の主要な物理的要素の中で、起伏、気候、植生、水路に焦点を当てることができます。
この起伏は海岸沿いの低地によって特徴づけられ、領土の 40% を平野が占めています。州内陸部には標高 1,000 メートルを超える山々が連なるのが特徴です。この地域には、エスピリト サント島の最高点、カパラオ山脈に位置する海抜 2,891.9 メートルのピコ ダ バンデイラがあります。
主な気候は湿潤な熱帯気候で、年間平均気温は 23 °C を記録しています。夏には雨がより激しく降りますが、冬には降水量が少なくなります。植生は熱帯林（大西洋森林）と海岸植生で構成されています。
州の水路網は、ドーセ川、イタバポアナ川、イタペミリム川、イタウナス川、ジュク川、ムクリ川、サン マテウス川などによって形成されています。主なものはドセ川で、その源はミナスジェライス州にあります。