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Con una superficie de 28.900 km2, el territorio de Monagas entra en contacto al norte con el golfo de Paria, pequeño mar interior formado a partir de una depresión de la placa terrestre, y con las ramificaciones de la cordillera Caribe (constituida por la cordillera de la Costa y la serranía del Interior) y el macizo de Cumaná, recortado por valles estrechos (Caripe, San Antonio), con alturas de 1.000 a 2.000 m, donde destacan los cerros Cantón, Peonía y El Mirador.
En la región se localizan Los Llanos orientales o Llanos bajos de Monagas -inundables durante la estación lluviosa-, y las mesas o relieves volcánicos hasta las riberas del río Orinoco. Los Llanos continúan hasta el este, una zona de transición donde aparece el ambiente marítimo y lluvioso procedente del delta que finaliza en el caño (canal) Mánamo.
En Los Llanos predominan rocas terciarias y sobre la superficie afloran formaciones geomorfológicas como las mesas de Burra Negra y Santa Bárbara, que ocupan amplias superficies vertidas por ríos consecuentes con dirección este.
Por su ubicación geográfica a Monagas le corresponde un clima cálido de sabana, donde las temperaturas se ven modificadas por las elevaciones del norte. En las tierras bajas la temperatura media es de 25 ºC y en las altas de 21 ºC. Las precipitaciones son abundantes: 1.250 mm y 1.800 mm anuales en Maturín y Caripe, respectivamente.
En el noreste la vegetación está representada por la selva, mientras que las mesas y Los Llanos están cubiertos por herbáceas de distintas alturas que pueden superar los tres metros. En las áreas ribereñas crecen las llamadas palmeras moriche. Parte de la costa, la zona deltaica y las riberas del San Juan están cubiertas por plantas tropicales como los manglares.
La red hidrográfica tiene dos vertientes: la del Caribe, donde desembocan en el golfo de Paria los ríos San Juan y Guanipa, y la del Orinoco, al que tributan los ríos Morichal Largo y su afluente el río Tigre.
