Mordowien umfasst im Osten die durch Flussniederungen und Schluchten zertalten westlichen Ausläufer der nördlichen Wolgahöhen zwischen den Flüssen Sura und Mokscha, im Westen den nördlichen Teil der Oka-Don-Ebene. Es herrscht ein gemäßigt kontinentales Klima. Etwa ein Viertel der Fläche ist bewaldet (Laubwälder), im Süden Übergang zur Waldsteppe.