Mapa físico de La Guajira
La parte norte del departamento se compone de llanuras áridas llamadas matorral xerófilo de Guajira-Barranquilla causadas por la sombra orográfica de la Sierra Nevada de Santa Marta, que ascienden a 5.775 metros (18.947 pies) en el sur. Los bosques secos del Valle del Sinú se encuentran en medio. En el extremo sur están las cabeceras del río César que fluyen hacia el sur hacia el río Magdalena.
El río Ranchería, que también nace en la Sierra Nevada de Santa Marta, atraviesa la Península de Guajira de sur a norte y fluye a través del Valle de Upar hacia el mar Caribe. La Serranía del Perijá y los Montes de Oca se encuentran en la parte sureste del departamento, bordeando Venezuela.
El departamento se dividió en tres subregiones basadas en características geográficas: Alta (norte), Media (centro y suroeste en ocasiones) y Baja (sur). La Guajira Alta abarca la parte más septentrional de la península, con vegetación semi-desértica en su mayoría escasa, y que sólo contiene una cordillera aislada de baja altitud, la Serranía de Macuira (865 m sobre el nivel del mar). La región de Guajira Media es mayoritariamente plana, con colinas en algunas zonas, presentando también un medio ambiente árido. La Guajira Baja abarca la región de los Montes de Oca y las sierras de la Serranía del Perijá, en la frontera con Venezuela, y el valle formado por la Sierra Nevada de Santa Marta. El sur de la Guajira tiene más humedales y ríos.