Tây Á nằm ngay phía tây nam của Châu Á, có năm biển lớn bao quanh: biển Đen, biển Caspi, vịnh pec xích, biển Ả Rập, biển Đỏ và Địa Trung Hải. Về phía bắc, khu vực tách biệt với châu Âu qua dãy núi Kavkaz, về phía nam, khu vực tách biệt với châu Phi qua eo Suez, còn ở phía đông thì khu vực liền kề với Trung Á và Nam Á. Các hoang mạc Dasht-e Kavir và Dasht-e Lut tại miền đông Iran là giới hạn tự nhiên của khu vực khỏi phần còn lại của châu Á.
Ba mảng kiến tạo lớn hội tụ tại Tây Á là mảng châu Phi, mảng Á-Âu và mảng Ả Rập. Ranh giới giữa các mảng kiến tạo hình thành đứt đoạn biến tính Azores-Gibraltar, kéo dài qua Bắc Phi, biển Đỏ và đến Iran.[15] Mảng Ả Rập di chuyển về phía bắc vào mảng Anatolia (Thổ Nhĩ Kỳ) tại đứt đoạn Đông Anatolia,[16] và ranh giới giữa mảng Aegea và mảng Anatolia tại miền đông Thổ Nhĩ Kỳ cũng hoạt động về địa chấn.[15]
Một số tầng ngậm nước cung cấp nước cho những phần rộng lớn tại Tây Á. Tại Ả Rập Xê Út, hai tầng ngầm nước lớn có nguồn gốc Đại Cổ sinh và kỷ Tam Điệp nằm bên dưới dãy núi Jabal Tuwayq và khu vực phía tây về phía biển Đỏ.[17] Các tầng ngậm nước có nguồn gốc kỷ Phấn trắng và thế Thuỷ Tân nằm bên dưới những bộ phận rộng rộng lớn tại miền trung và miền đông Ả Rập Xê Út, bao gồm Wasia và Biyadh có chứa cả nước ngọt và nước mặn.[17] Làm ngập hoặc tưới theo rãnh nước, cũng như các phương thức bình tưới nước, được sử dụng rộng rãi trong tưới nước, bao phủ gần 90.000 km² diện tích đất nông nghiệp khắp Tây Á.[18]
